UA51619C2 - Лезо, лезо для гоління та спосіб його виготовлення, спосіб нанесення твердого вуглецевого покриття на лезо та блок для гоління - Google Patents

Abstract

Представлено поліпшені бритви і бритвені леза, а також способи виготовлення бритвених лез або інших подібних різальних інструментів з гострими і довговічними крайками, що ріжуть, що досягається за допомогою покриття твердовуглецевого покриття лез аморфним алмазом, переважно з використанням джерела плазми відфільтрованого катодного дугового розряду. Покриття з аморфного алмазу (60), що містить як мінімум 40 відсотків сполучного на основі sр3 вуглецю, що має твердість як мінімум у 45 гігапаскалей, і модуль як мінімум у 400 гігапаскалей, наноситься на загострену крайку субстрату (50). Субстрат можна піддавати механічному хонінгуванню, а між субстратом і покриттям з аморфного алмазу немає ніякого проміжного шару. Це покриття додає тонкому лезу пружність і твердість при одночасному збереженні високого просторового співвідношення.

Description

Опис винаходу

Настоящее изобретение относится к улучшенньм бритвам и бритвенньм лезвиям и к способам 2 изготовления бритвенньїх лезвий или прочих подобньїх же режущих инструментов с острьіми и долговечньми режущими кромками, в частности, к образованию на лезвиях аморфного алмазного покрьїтия с использованием источника отфильтрованной плазмь! катодной дуги. Изобретение представляет особьій интерес и пользу для образования очень твердого и жесткого покрьїтия с вьісоким пространственньім отношением отдельньх его компонентов на очень тонких режущих кромках бритвенньх лезвий.

Бритвенное лезвие обьічно изготовляют из пригодного для зтого субстратного материала, например, из металла или керамики, а режущей кромке придается клинообразная конфигурация с конечной кромкой или вершиной, радиус которой будет меньше примерно 1000 ангстрем, причем клинообразнье поверхности имеют внутренний угол менее 307. Поскольку сам процесс бритья является довольно жесткой операцией и кромка лезвия часто получает то или иное повреждение и с учетом желания повьісить легкость и зффективность 72 бритья, то для облегчения процесса бритья и/или для повьішения твердости и/или стойкости против коррозий режущей кромки лезвия бьіло предложено использовать один или более слоев дополнительного покрьівающего поверхность лезвия материала.

Для использования в качестве покрьїтия бьіли предложеньї некоторье материаль!, в частности, полимернье материальй и некоторье металль, а также материаль, включающие в себя алмазоподобньій углеродньй материал (АПУ). Каждьй такой слой или слой дополнительного материала должнь иметь адгезионную совместимость, чтобьії на протяжений всего срока пользования бритвенньм лезвием каждьй слой прочно сцеплялся с субстратом, и является желательньм, чтобьі они способствовали улучшению таких характеристик, как зффективность бритья, повьішение прочности и стойкости лезвий против коррозии и в то же время не оказьівали никакого отрицательного влияния на геометрию и зффективность работьі! самой бреющей кромки. с 29 В патенте США Мо 5032243, вьіданном на имя Бач и др., описьіваются субстратнье материаль! для лезвий, Ге) которье заостряются в результате бомбардировки ионами из ионньїх источников, оси пучков ионов направлень на кромки бритвенньїх лезвий. В патенте США Мо 5232568, вьіданном на имя Парента и др., описьіваются лезвия, в которьїх между субстратом и алмазоподобнь!м покрьїтием расположен промежуточньй слой, причем в данном случае промежуточньй слой образован на субстрате, а алмазолодобное покрьітие затем наносится на о 30 зтот промежуточньй слой. «--

Уже известнье способьї положительного решения упомянутьїх вьіше проблем не являются полностью зффективньми, и все еще остается желательньм просто использовать механические процессьї хонингования с о целью образования заостренного субстрата (а не использование пучков ионов, как зто предложено Бачем и др.) "че с последующим непосредственньмм осаждением аморфного алмазного покрьтия на субстрате (без 35 использования зтапа образования промежуточного слоя). Позтому является желательньм иметь возможность о начинать с тонкого субстрата лезвия, образованного посредством процесса механического хонингования, с последующим приданием жесткости и твердости субстрату посредством непосредственного образования на субстрате аморфного алмазного покрьтия. «

За прототип предлагаемого изобретения принят способ изготовления бритвенньїх лезвий, в котором З 40 осаждают слой аморфного алмаза на субстрат, при котором образовьшвают субстрат, образовьввают с клинообразную заостренную кромку на субстрате, которая имеет внутренний угол менее тридцати градусов и

Із» радиус вершиньї менее 1200 ангстрем (Патент США Мо 5295305, МПКб: В26В8 21/00, публ.22.03.1994 г.).

За прототип изобретения принято также бритвенное лезвие, включающее в себя субстрат с клинообразной кромкой, очерченной фасетками, которне имеют ширину по меньшей мере около 0,1 миллиметра и внутренний 45 угол менее 20 градусов, а таюже слой аморфного алмаза на клинообразной кромке (Патент США Мо 5295305, і-й МПКе: 8268 21/00, публ.22.03.1994 г.). - Прототипом заявляемого изобретения есть также бритвенньй блок, которьій содержит опорную конструкцию, имеющую расположеннье с некоторьм интервалом друг от друга соприкасающиеся с кожей б поверхности, к опорной конструкции прикреплена конструкция самого бритвенного лезвия, причем конструкция -к 70 бритвенного лезвия включаєт в себя субстрат с клинообразной кромкой и слой аморфного алмаза на клинообразной кромке, при зтом клинообразная кромка с образованньїм на ней покриьїтием из аморфного алмаза с расположена между соприкасающимися с кожей поверхностями (Патент США Мо5295305, МПКб: 8268 21/00, публ.22.03.1994 г.).

За прототип изобретения принят также способ нанесения твердого углеродного покрьтия на лезвие, имеющее режущую кромку, ограниченную первой наклонной поверхностью и второй наклонной поверхностью, в

ГФ) котором прикладьвают дуговой разряд на испаряемую углеродную поверхность катода, посредством чего образуют поток плазмьі превращенного в пар углерода, ориентируют лезвия, подлежащие покрьїтию, в о пределах потока плазмьі, при зтом осаждают превращенньй в пар углерод на режущей кромке лезвия (Патент

США Мо 5295305, МПКб: 8268 21/00, публ.22.03.1994 г.). 60 Недостатком известной технологии изготовления бритвенньїх лезвий, а также нанесения на них покрьїтия является то, что обе зти технологий не обеспечивают вьісоких потребительских характеристик лезвий, т.к. покрьтие не отличается равномерностью, а в процессе его нанесения возможно образование макрочастиц материала мишени, прилипание которьїх на субстрат и дальнейшее их отделение приводит к образованию нежелательньх впадин и неровностей на покрьітии. бо Недостатком бритвенньїх лезвий, как и бритвенного блока, есть их недолговечность, низкая прочность и гибкость лезвий. Лезвия, кроме того, мало устойчивь! к воздействию коррозии.

В основу изобретения поставлена задача повьішения зффективности осуществления способа изготовления бритвенньїх лезвий путем осуществления процесса многоступенчатого смещения напряжения относительно субстрата, что обеспечивает ионное рассеивание материала покрьтия, в ходе которого на первом зтапе подачи вьісокого смещающего напряжения обеспечиваєтся равномерное внедрениє ийонов покрьїтия и прочное их сцепление с поверхностью субстрата, а на втором зтапе -оптимизация кристаллической структурь! полученного покрьїтия, сопровождающаяся упрочнением структурьї, и обуславливающая вьісокую твердость, гибкость и стойкость бритвенньїх лезвий. 70 В основу изобретения поставлена также задача улучшения потребительских и механических характеристик бритвенного лезвия путем нанесения на субстрат покрьтия из аморфного алмаза с использованием усовершенствованного источника вьісокой знергии, подающего смещающее напряжение в диапазоне 10 - 200 злектрон-вольт, что позволяет осуществить оптимизацию кристаллической структурь! нанесенного на первом зтапе покрьтия, сопровождающуюся ее упрочнением, и обуславливающую вьсокую твердость, гибкость и 7/5 Сстойкость бритвенньх лезвий.

В основу изобретения поставлена также задача усовершенствование конструкции бритвенного блока путем составления его из бритвенньх лезвий, имеющих покрьтие из аморфного алмаза, нанесенного с использованием источника вьісокой знергиий, подающего смещающее напряжение в диапазоне 10 - 200 злектрон-вольт, что позволяет осуществить оптимизацию кристаллической структурь! нанесенного на первом го зтапе покрьїтия, сопровождающуюся ее упрочнением, и обуславливающую вьсокую твердость, гибкость й стойкость бритвенньїх лезвий.

В основу изобретения поставлена также задача повьішения зффективности способа нанесения твердого углеродного покриьітия на лезвие путем установления оптимального пространственного расположения лезвий относительно потока плазмьї для двустороннего воздействия на их поверхности и оптимизации условий с ов нанесения покрьтия, что обеспечивает равную скорость осаждения покрьїтия на обоих сторонах лезвия, обуславливающую равномерность распределения наносимьїх частиц аморфного алмаза. і)

Поставленная задача достигаєтся тем, что в способе изготовления бритвенньх лезвий, в котором осаждают слой аморфного алмаза на субстрат, при котором образовьвают субстрат, образовьвают клинообразную заостренную кромку на субстрате, которая имеет внутренний угол менее тридцати градусов и радиус вершинь! (зу зо Мменее 1200 ангстрем, согласно изобретения, осаждают слой аморфного алмаза на заостренную кромку, прикладьвшают начальное вьісокое смещающее напряжение к субстрату во время осаждения и затем - прикладьвшают второе более низкое смещающее напряжение к субстрату во время смещения. При зтом со субстрат шлифуют механическим образом, следуя за операцией хонингования для образования заостренной кромки, дополнительно наносят на покрьтую аморфньм алмазом режущую кромку плотно прилегающее --

Зз5 Пполимерное покрьтие, которое имеет толщину по меньшей мере в 400 ангстрем от заостренной вершинь му субстрата на протяжении 40 микрон от заостренной вершинь. В способе используют субстрат, которьй является металлом, и наносят покрьітие из аморфного алмаза, которое по меньшей мере в четьре раза тверже металлического субстрата. Слой аморфного алмаза осаждают методом, вьібранньім из группьі, состоящей из отфильтрованного катодного дугового разряда, катодного дугового разряда, анодного дугового разряда, « плазменного разложения углеводородньх газов, осаждения распьілением с постионизацией индуктивно -о с связанной вьісокой частотой, лазерной абляции, осаждения с использованием абсорбирующей волнь! лазера и осаждения пучком ийионов. Слой аморфного алмаза может бьіть осажден в вакууме или в атмосфере аргона в ;» разреженной камере, в которой установлена графитовая мишень, причем графитовую мишень возбуждают злектрическим током, и используют дуговой разряд, которьій ударяет по мишени для осаждения слоя аморфного алмаза на заостренной кромке в момент подачи на субстрат смещающего напряжения постоянного г тока или вьісокой частотьі. При осуществлений способа угол падения между пучком плазмь! и фасеткой лезвия устанавливают не менее 32 градусов. - Кроме того, осаждают слой аморфного алмаза на первую и вторую грани лезвия во время осуществления б осаждения таким образом, что слой аморфного алмаза осаждают на первую и вторую грани лезвия при по существу равной средней скорости осаждения, прикладьивают начальное вьісокое смещающее напряжение к - субстрату во время осаждения, и затем прикладьвают второе более низкое смещающее напряжение к

Ге субстрату во время смещения, причем материал аморфного алмаза может бьіть осажден катодньім дуговьм разрядом. На клинообразной кромке может бьіть образовано покрьтие из аморфного алмаза, которое имеет толщину по меньшей мере в 400 ангстрем, а дополнительно на покрьтую аморфньім алмазом режущую кромку ов Может бьіть нанесено плотно прилегающее полимерное покрьтие, толщина которого равна примерно 2000 ангстрем. (Ф, Поставленная задача достигается также за счет того, что в бритвенном лезвии, включающее в себя субстрат ко с клинообразной кромкой, очерченной фасетками, которне имеют ширину по меньшей мере около 0,1 миллиметра и внутренний угол менее 20 градусов, а также слой аморфного алмаза на клинообразной кромке, бо Согласно изобретения, слой аморфного алмаза осажден при помощи источника вьісокой знергий, причем указанньй Источник способен осадить частицьй углерода, имеющие знергию в интервале от 10 до 200 злектрон-вольт. При зтом слой аморфного алмазного материала состоит по меньшей мере из 40 процентов связующего на основе зр3 углерода, является прозрачньм в зоне видимого света и имеет пространственное отношение больше, чем 2 : 1. Бритвенное лезвие дополнительно содержит на слое аморфного алмаза плотно д5 прилегающее полимерное покрьітие, толщина которого равна примерно 2000 ангстрем.

В бритвенном лезвии, которое включаєт в себя субстрат с клинообразной кромкой и слоем аморфного -5Б-

алмаза на вершине и боковьїх поверхностях клинообразной кромки, причем толщина слоя аморфного алмаза равна по меньшей мере примерно 400 ангстрем от заостренной вершинь! субстрата на расстояниий сорока микрон от заостренной вершинь и зтот же материал определяет радиус вершиньі менее примерно 1000 ангстрем, согласно изобретения, указанньй слой аморфного алмаза осажден при помощи источника вьісокой знергии, причем указанньїй источник способен осадить частиць! углерода, имеющие знергию в интервале от 10 до 200 злектрон-вольт. В зтом лезвии субстрат является сталью, клинообразная кромка образована в результате вьшолнения последовательности механических шлифующих операций, а аморфньй алмаз образован с помощью катодного дугового разряда, причем слой аморфного алмаза имеет как минимум 40 7/0 процентов связующего на основе зр3 углерода и дополнительно содержит на слое аморфного алмаза плотно прилегающее полимерное покрьтие.

Поставленная задача достигается также тем, что в бритвенном блоке, которьій содержит опорную конструкцию, имеющую расположеннье с некоторьм интервалом друг от друга соприкасающиеся с кожей поверхности, к опорной конструкции прикреплена конструкция самого бритвенного лезвия, причем конструкция /5 бритвенного лезвия включает в себя субстрат с клинообразной кромкой и слой аморфного алмаза на клинообразной кромке, при зтом клинообразная кромка с образованньїм на ней покриьїтием из аморфного алмаза расположена между соприкасающимися с кожей поверхностями, согласно изобретения, указанньй слой аморфного алмаза осажден при помощи источника вьісокой знергии, причем указанньй источник способен осадить частицьі углерода, имеющие знергию в интервале от 10 до 200 злектрон-вольт. В предлагаемом бритвенном блоке конструкция бритвенного лезвия включаєт в себя два субстрата, снабженнье клинообразньми кромками, причем клинообразнье кромки расположень! параллельно относительно друг друга между соприкасающимися с кожей поверхностями, а слой аморфного алмаза имеет более 40 процентов связующего на основе зр3 углерода, каждое покрьтие из аморфного алмаза имеет толщину примерно в 2000 ангстрем и дополнительно содержит на каждом слое из аморфного алмаза плотно прилегающее полимерное с г покрьтие.

Поставленная задача достигается также за счет того, что в способе нанесения твердого углеродного і) покрьтия на лезвие, имеющее режущую кромку, ограниченную первой наклонной поверхностью и второй наклонной поверхностью, в котором прикладьвают дуговой разряд на испаряемую углеродную поверхность катода, посредством чего образуют поток плазмьі превращенного в пар углерода, ориентируют лезвия, б зо подлежащие покрьтию, в пределах потока плазмь, при зтом осаждают превращенньй в пар углерод на режущей кромке лезвия, согласно изобретения, представляют лезвия относительно потока плазмь! таким - образом, чтобьії осаждение испаренного углерода пройсходило на первой наклонной поверхности режущей (о кромки лезвия и на второй наклонной поверхности режущей кромки лезвия, при зтом осаждение превращенного в пар углерода на первой и второй наклонньїх поверхностях режущей кромки производят примерно с -- з5 одинаковой средней скоростью осаждения. При осуществлениий способа лезвие удерживают в стопке, ю содержащей множество сложенньїх лезвий, при зтом зтапь! ориентирования лезвия и представление лезвия вьіполняют одновременно со множеством сложенньїх таким образом лезвий, а каждое из множества лезвий имеет вершину в точке соединения первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия, а сами лезвия укладьшвают стопкой так, чтобьї вершинь! описьівали плоскость, используют поток плазмь!, которьй « 70 является по существу направленньм потоком, разлагаемьм приблизительно как набор параллельньх линий, и в с на зтапе ориентирования лезвия располагают их так, чтобьі угол, определяемьй линией, перпендикулярной к плоскости, и одной из набора приблизительно параллельньїх линий, находился в диапазоне от 20" до 90" для ;» воздействия потока плазмь! на одну из первой и ; второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия под упомянутьм углом. На зтапе представления воздействуют потоком плазмьй на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия под упомянутьм углом, а на зтапе воздействия на каждую из с первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия передвигают стопки лезвий и потока плазмь! относительно друг друга для осуществления последовательного воздействия потока плазмь! на каждую из - первой и второй наклонньїх поверхностей так, чтобьі при последующем воздействиий на каждой поверхности б могло образовьвваться приращение слоя осаждения. Приращение слоя осаждения осуществляют в диапазоне до от З8ВА до 500А, а зтап передвижения повторяют до тех пор, пока на каждой из первой и второй наклонньх - поверхностях режущей кромки лезвия не будут осажденьі два приращения слоя осаждения. Кроме того, на

Ге зтапе воздействия на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия используют второе средство образования плазмь! для образования второго потока плазмь! превращенного в пар углерода в связи с источником отфильтрованного катодного дугового разряда для осуществления одновременного Воздействия на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей потока плазмь! под упомянутьм углом, при одновременном образований слоя отложения на каждой из поверхностей. При осуществленийи зтой технологии (Ф, дополнительно прикладьвшают первое смещающее напряжение, а затем прикладьвшают второе смещающее ка напряжение на лезвие при осаждении превращенного в пар углерода на лезвии, причем первое смещающее напряжение находится в диапазоне от 200 до 2000 вольт, и второе смецающее напряжение находится в бо диапазоне от 10 до 2000 вольт, при зтом первое смещающее напряжение прикладьвают в течение максимально двух минут. В заявляемом способе лезвие удерживают в пределах держателя, содержащего множество лезвий, а зтапьі ориентирования лезвия и представления лезвия вьіполняют по отношению к лезвию в момент его нахождения внутри держателя, причем каждое из множества лезвий имеет вершину в точке пересечения первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия и включает первьій угол, 65 Образуемьй вершиной и первой и второй наклонньіми поверхностями, при зтом используют поток плазмь, которьій является по существу направленньім потоком, разлагаемьм в набор приблизительно параллельньх линий, и на зтапе ориентирования лезвия располагают лезвия таким образом, чтобь! второй угол, образуемьй линией, которая делит первьій угол пополам, и одной из множества приблизительно параллельньїх линий находился в диапазоне от 20" до 90", благодаря чему поток плазмь! будет воздействовать на одну из первой и Второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия под упомянутьмм углом. На зтапе представления воздействуют потоком плазмь! на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия под упомянуть!м углом, при зтом перемещают набор лезвий и поток плазмь! относительно друг друга, благодаря чему последовательное воздействие потока плазмь! на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей осуществляеєется так, что в течение зтого последовательного воздействия на каждой из поверхностей 7/0 образуется приращение слоя осаждения. В способе приращение слоя осаждения осуществляют в диапазоне от

З А до 500 А, а зтап перемещения повторяют до тех пор, пока на каждой из первой и второй наклонньх поверхностей режущей кромки лезвия не будет образовано по крайней мере два приращения слоя осаждения.

На зтапе воздействия на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия используют второе средство образования плазмь! для образования второго потока плазмь! превращенного в /5 пар углерода в связи с источником отфильтрованного катодного дугового разряда, для осуществления одновременного воздействия потока плазмьй на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей под упомянутьм углом при одновременном образований слоя осаждения на каждой из поверхностей. Кроме того, дополнительно может бьть приложено первое смещающее напряжение, а затем второе смещающее напряжение на лезвие при осаждений превращенного в пар углерода на лезвии, при зтом первое смещающее 2о напряжение может бьїть в диапазоне от 200 до 2000 вольт, а второе смецщдающее напряжение - в диапазоне от до 200 вольт, причем первое смещающее напряжение может подаваться в течение максимум двух минут.

В данном изобретений режущие кромки бритвенньїх лезвий имеют улучшеннье механические свойства за счет покрьтия заостренной кромки субстрата аморфньм алмазньм материалом. Зти материаль! могут характеризоваться тем, что они включают в себя по меньшей мере 4095 связующего на основе зр З углерода, сч минимальной твердостью в 45 гигапаскалей и минимальньм модулем в 400 гигапаскалей. Кроме того, зти материаль! не поддаются коррозии в присутствии горячих водньїх растворов и соединений, которье обьічно і) используются в процессе бритья. МИмеющие зти характеристики материальй будем назьшвать в ходе нижеследующего описания настоящего изобретения аморфньм алмазом. В противоположность аморфному алмазу по зтому изобретению, традиционнье алмазоподобнье углеродньсе покрьітия (АПУ), образуемье такими ду зо традиционньми способами, как распьіление, не обладают упомянутой вьісокой твердостью. В отличие от аморфного алмаза, которьій раскрьівается в описаний настоящего изобретения, твердость образованного с - применением алмазоподобного углерода покрьїтия обьічно не превьшает 30 гигапаскалей. «о

Исключительно вьісокая твердость и жесткость образованного специальньім осаждением аморфного алмаза покрьїтия может обеспечить необходимую прочность очень тонкой кромке бритвенного лезвия. В патенте США --

Мо 4720918, вьіданном на имя Карри и др., описьіваются режущие кромки зтого типа, они включень! в настоящее ю описание в качестве примера и вовсе не ограничивают обьем формуль! изобретения. Очень тонкая режущая кромка лезвия может гарантировать повьішенньій комфорт самого процесса бритья, но практически только в том случае, если сама кромка является достаточно прочной, чтобь! вбідержать процесс бритья. Тонкая кромка, включая, но не ограничиваясь описанной в патенте США Мо 4720918, прочность которой повьішалась за счет «

Мспользования аморфного алмаза размером от 400 до 2000 ангстрем, содержит окончательно отделанную з с кромку, которая будет значительно тоньше кромок, которье используются в настоящее время для бритья, в

Й сочетаниий с достаточно вьісокой прочностью, чтобь! вбідерживать процесс бритья, причем зто гарантируется а необьічной прочностью аморфного алмазного покрьтия.

Еще одно положительное свойство тонкой кромки обусловлено большим пространственньїм отношением, Которое достигается с помощью специфического процесса осаждения с использованием катодной дуги, которьй с используется в настоящем изобретений для образования аморфньх алмазньх покрьтий. Термин "пространственное отношение" поясним со ссьілкой на фиг.З чертежей, а более детально остановимся на нем - ниже в ходе детального описания предпочтительного варианта изобретения, однако уже на зтом зтапе будет

Ге» достаточно сказать, что под зтим отношением имеется в виду отношение (а) к (б) на фиг.3, где (а) является первьім расстоянием от кончика покрьїтия до кончика субстрата, а (Б) является вторьім расстоянием от - поверхности покрьтия до кончика субстрата.

Ге Зто пространственное отношение является хорошим критерием влияния покрьтия на геометрию нижележащей кромки лезвия субстрата - чем больше или вьіше пространственное отношение покрьттия, тем "острее" будет покрьтое лезвие по сравнению с лезвием, покрьїтьмм при более низком пространственном ов отношений. В качестве дополнительного следствия зкстраординарной прочности покрьїтий из аморфного алмаза по настоящему изобретению будет уверенность в том, что образование такого покрьїтия на бритвенном (Ф, лезвиий нормального поперечного сечения гарантирует более длинньй срок работь! самого лезвия. Изобретение ка поясняется чертежами, на которьх:

Фиг.1 - перспективньійй вид бритвенного прибора по настоящему изобретению. 60 Фиг.2 - перспективньйй вид другого варианта бритвенного прибора по настоящему изобретению.

Фиг.3 - схематическое изображение одного из вариантов геометрии кромки бритвенного лезвия по изобретению.

Фиг.4 - схематическое изображение устройства для практической реализации сути изобретения.

ФигЛА - бА - иллюстрации из одновременной рассматриваемой заявки на патент США Мо 08/233006, которая 65 описьвается в Приложений А. При зтом:

ФигЛА - схематическое изображение отфильтрованного дугового разряда в вакууме по известному уровню техники с использованием круглого катода и цилиндрического канала для плазмь!.

Фиг.2А - схематическое изображение источника плазмьї! отфильтрованного дугового разряда по настоящему изобретению.

Фиг.ЗА - перспективньй вид блока канала и магнитов по настоящему изобретению.

Фиг.4А - вертикальньй разрез с торца блока канала по настоящему изобретению.

Фиг.5А- боковой вертикальньй разрез блока канала по настоящему изобретению.

Фиг.бА- вид с торца с частичньім вьірьівом, иллюстрирующий линии магнитного поля и зеркало магнитного поля по настоящему изобретению в связи с блоком канала и его магнитами. 70 В следующем ниже описаний изобретения будут детально проанализировань особенности и свойства различньїх предпочтительньїх вариантов лезвия, субстрата и покрьїтия из аморфного алмаза с последующим описанием способа образования желаемого покрьтия.

Показанньй на Фиг.1 бритвенньїйй блок 10 включает в себя конструкцию для крепления к ручке бритвенного прибора, а платформа 12, отформованная из ударопрочного полистирола, включает в себя конструкцию, 7/5 определяющую контур передней поперечно удлиняющейся и входящей во взаймодействие с кожей поверхности 14. На платформе 12 установленьії переднее лезвие 1бс заостренной кромкой 18 и заднее лезвие 20 с заостренной кромкой 22. Колпачок 24, отформованньй из ударопрочного полистирола, снабжен конструкцией, которая определяет контур взаимодействующей с кожей поверхности 26, которая расположена позади кромки лезвия 22, а к злементу колпачка 24 крепится способствующий бритью композиционньй материал 28.

Показанньій на Фиг.2 бритвенньій блок 30 относится к типу, которьій детально -описан в патенте США Мо 4586255, вьіданном на имя Якобсона, и которьій включаєт в себя отформованньй корпус 32 вместе с передней частью 34 и задней частью 36. В корпусе 32 упруго установлень предохранительньій злемент 38, блок переднего лезвия 40 и блок заднего лезвия 42. Каждьй из блоков лезвий 40 и 42 включаєт в себя злемент лезвия 44, снабженньй заостренной кромкой 46. Способствующий бритью композиционньій материал 48 с фрикционно закреплен на вьемке в задней части 36.

На Фиг.3 показан схематический вид окромочньх озон лезвий 16, 20 и 44; здесь же хорошо (8) проиллюстрировано пространственное отношение отдельньїх компонентов. Лезвие включает в себя субстрат 50 из нержавеющей стали с клинообразной заостренной кромкой, образованной в результате вьіполнения ряда операций хонингования по образованию кромки с одновременньм образованием вершинь! 52, радиус которой (ду зо обьічно будет меньше 500 ангстрем, вместе с фасетками 54 и 56, которне расходятся под углом примерно в 132, На вершине 52 и на фасетках 54 и 56 образуется слой аморфного алмаза 60 толщиной примерно 2000 - ангстрем и с пространственньм отношением (отношение на расстоянийи (а) от вершинь! 70 аморфного алмаза «о до вершиньі 52 из нержавеющей стали и шириньі (Б) покрьїтия из аморфного алмаза 60 до вершинь! 52) примерно 3: 1. -

На слой 60 аморфного алмаза нанесен плотно прилегающий теломерньій слой 72, которьій имеет вполне достаточную толщину, но которая уже после первого бритья уменьшается до толіщинь! монослоя.

На Фиг.4 схематически показано устройство для обработки бритвенньїх лезвий показанного на Фиг.З типа.

Зто устройство включает в себя систему осаждения с использованием отфильтрованной катодной дуги, « например, система, которую вьішпускает фирма "Вапор текнолоджиз оф Баулдер"' из Колорадо, и которая снабжена камерой 80 из нержавеющей стали, соединенной через клапан 82 с системой вакуумного насоса (не -д с показана). В камере 80 установлена изолированная в злектрическом плане и охлаждаемая водой платформа 84 ц субстрата, на которой установлено зажимное приспособление 86 с возможностью его вращения для "» удерживания стопки бритвенньх лезвий 88.

Заостреннье кромки вніравненьї перпендикулярно относительно плоскости чертежа и обращеньі лицом вниз от зажимного приспособления 86. Прикрепленньй к внешней стороне камерь! 80 злектромотор 90 обеспечивает 1 вращение стопки бритвенньїх лезвий на 1802 с заданньіми интервалами с целью поочередной обработки каждой -з кромки лезвия пучком ионов углерода из одиночного источника 92 катодной дуги, что и обеспечивает равномерное осаждение на обеих наклонньїх поверхностях лезвия.

Ге) В камере 80 также установлено два источника 92, 94 отфильтрованной катодной дуги, каждьй из которьйх у 50 содержит графитовую мишень 96 (катод с чистотой в 99,9995), ударяющий механизм 98 и фильтр или трубка 100. Функция фильтра 100 заключаеєтся в направлений потока ионов углерода (плазма дугового разряда) от іЧе) мишени (катода) 96 в сторону стопки 88 лезвий, для чего используются соленоиднье злектромагнитнье поля, образуемье злектрическими обмотками 102 вдоль всей длиньі фильтра и злектромагнитом 104, установленньм под фильтром. В качестве источника катодной дуги можно использовать уже описанньй вьше тип такого источника, а образование злектромагнитньхх полей можно регулировать с таким расчетом, чтобь оптимизировать зффективность дуги относительно источников, причем все зто уже детально описано в о одновременно рассматриваемой заявке на патент США Мо 08/233006, поданной 25 апреля 1994 г. и ко принадлежащей Велти; детальное описание упомянутой заявки приводится в Приложений А. Для мишени 96, канала источника катодной дуги 92 и зажимного приспособления (опорьї) 86 для лезвий используются линий 60 подачи охлаждающей водь 106, 108 и 110, соответственно.

Канал источника катодной дуги направлен так, что образуется угол в 40 градусов между плоскостью 112, представленной вершинами лезвия, и центральной осью 114 вьіїхода канала источника катодной дуги. Такой угол вьібран с расчетом, что он будет гарантировать образование полностью плотного покрьїтия. Графитовая мишень 96 имеет приблизительно ЗО сантиметров в длину и 2,5 сантиметра в ширину, причем мишень в 65 злектрическом плане изолирована от камерь 80, тогда как фильтр 100 расположен на потенциале земли.

Графитовая мишень 96 соединяется с источником подачи постоянного тока 118 через переключатель 120. Для соединения стопки 88 лезвий через переключатель 122 с источником подачи постоянного тока 124 или через переключатель 126 с источником подачи вьісокой частоть! 128 используется злектромонтажная проводка.

Более детальная информация о предпочтительном варианте устройства для отфильтрованной катодной дуги и о принципах его работь! приводится в уже упоминавшейся и одновременно рассматриваемой заявке на патент США Мо 08/233006 на имя Велти.

Вращаемое зажимное приспособление 86 обеспечивает надежную опору для стопки лезвий 88, причем кромки лезвий находятся на расстоянии 15 см от входа в канал фильтра. Стопка лезвий 88 вращаєтся между позицией, где наклонная поверхность обращена в сторону канала источника катодной дуги 92, и идентичной 7/0 позицией, где противоположная наклонная поверхность обращена в сторону канала источника катодной дуги 92.

Упомянутое вращение на 180 градусов осуществляется через каждье 10 секунд, обеспечивая тем самьм равномерное покрьїтие наклонньїх поверхностей.

По одному из вариантов способа обработки стопка лезвий 88 (длина равна 2,5) закрепляется на вращаеємом зажимном приспособлении 86, после чего включаєтся система водяного охлаждения зажимного приспособления и происходит вакуумирование ; камерьі 80. Давление в камере 80 регулируется до 50 миллиторр (6,65Па) с помощью потока аргона. Затем замькаем переключатель 122, чтобьї обеспечить подачу напряжения в 400 вольт постоянного тока на стопку лезвий с последующим образованием разряда плазмь постоянного тока, в котором в течение 10 минут происходит очистка лезвий. После завершения зтапа очистки происходит следующее: (1) давление в камере регулируется до 0,1 миллиторра (0,013Па) аргона, (2) 2о происходит возбуждение током обмоток возбуждения 102 относительно источника катодной дуги 92, (3) происходит замькание переключателя 120 на графитовую мишень 96, (4) напряжение источника подачи постоянного тока 124 для лезвий регулируется до 1000 вольт постоянного тока и (5) с помощью механизма 98 происходит зажигание/срабатьівание дуги на графитовой мишени 96. Сила тока дуги устанавливается на уровне 100А. Интенсивньй поток плазмь!ї ионов углерода вьіходит из канала источника катодной дуги 92 и осаждается сч ов на стопке лезвий 88, которне каждьсе 10 секунд поворачиваются на 180".

По истечении двухминутной работь! дуги источник подачи постоянного тока 124 устанавливается на 50 і) вольт, а процесс осаждения продолжается в общей сложности в течение 16 минут. В результате на каждой фасетке образуєется покрьтие из аморфного алмаза толщиной примерно 1000 ангстрем. Радиус вершинь лезвия будет равен приблизительно 350 ангстрем, а пространственное отношение будет равно примерно 2,5:1. ду зо По другому варианту способа обработки происходит одновременное срабатьшание двух источников катодной дуги, причем второй источник 94 устанавливаєтся напротив первого источника 92, чтобьіобе фасетки (87 лезвия покриівались одновременно и примерно под одним и тем же углом падения. В данном варианте стопка «о лезвий 88 не вращается, а скорее проходит через зону, где происходит вьіход плазмь! из точки пересечения двух источников. Все прочие аспекть! последовательности обработки будут идентичньї уже описанньм вьіше. --

Теперь на покрьїтье слоем аморфного алмаза кромки лезвий наносится покрьїтие -теломерньй слой 72 из ю политетрафторзотиленового (ПТФЗ) теломера. Зтот процесс включаєт в себя зтап нагревания лезвий в нейтральной атмосфере аргона и зтап образования на режущих кромках лезвий плотно прилегающего и уменьшающего трение полимерного покрьїтия из твердого ПТФЗ. Теломерньй слой 72 и слой аморфного алмаза 60 надежно и прочно прилипают к корпусу лезвия (субстрату) 50, образуют низкую силу режущего « устройства влажного шерстяного фетра (самьй низкий из 5 первьїх срезов влажного шерстяного фетра (І 5) з с образует усилие примерно в 0,45кг) и вьідерживают многократнье повторнье применения усилий режущего инструмента шерстяного фетра, что указьвает на то, что на слой аморфного алмаза 60 практически не ;» оказьівают никакого отрицательного влияния жесткие условия проведения испьітания по разрезанию фетра, и что зти покрьїтия сохраняют свое прочное сцепление с субстратом 50 даже после его погружения в дистиллированную воду с температурой 80"С на 16 часов. с Полученнье таким образом лезвия 44 устанавливали в блоках 30 показанного на Фиг.2 типа; они гарантируют отличньсе результать! бритья. - Более детальное описание соответствующего способа изготовления и обработки поможет лучше понять уже б кратко упомянутье вьіше свойства и признаки самих лезвий, субстратов и покрьїтий из аморфного алмаза.

Прежде всего остановимся на детальном описаний предпочтительньх источников катодной дуги. Затем - детально опишем различнье предпочтительнье режимь! самого процесса обработки.

Ге Источник катодной дуги. Осаждение покрьітия из аморфного алмаза можно осуществлять с использованием обьічного источника отфильтрованной плазмь! катодного дугового разряда, например, того, которьій описан в патенте США Мо 5279723, вьіданном на имя Фалабелла и др. И тем не менееє, по предпочтительному варианту ов осаждение покрьїтия осуществляется в соответствии с уже упоминавшейся одновременно рассматриваємой заявкой, описание которой прилагается к настоящей заявке в виде Приложения А. Хотя прямоугольньй (Ф, источник по Приложению А особенно пригоден для практической реализации сути настоящего изобретения, ка однако изобретение вовсе не ограничивается использованием только такого источника. Следует иметь в виду, что изобретение предусматривает возможность использования неотфильтрованного или другого обьічного бор Мсточника, а таюке то, что настоящее изобретение вовсе не ограничивается использованием только источников отфильтрованного катодного дугового разряда.

Режим процесса обработки и регулировки. Основньми режимами процесса обработки являются многоступенчатое смещение напряжения относительно субстрата, образование одинакового среднего осаждения на обеих сторонах лезвия и особое внимание углу представления. 65 Первоначальное вьісокое смещающее напряжение в диапазоне от 200 до 2000 вольт подаеєется на субстрат в течение осаждения максимально на две минуть, чтобь! образовать соответствующее сцепление. Затем для оптимизации структурьі твердого углеродного покрьтия с использованием аморфньх алмазов и для образования желаемой кристаллической структурні осуществляется вторая подача более низкого смещдающего напряжения в диапазоне 10 - 200 вольт. Хотя в соответствии с изобретением является желательньм по меньшей мере две упомянутье стадии, однако может также оказаться предпочтительньм вьіполнение дополнительного дифференциального понижения смещающего напряжения, например, посредством добавления промежуточного зтапа подачи смещающего напряжения в 500 вольт.

Осаждение аморфного алмаза осуществляется при одинаковой средней скорости (или одновременно) на обеих сторонах лезвия. За счет установки по меньшей мере двух источников для одновременного осаждения 70 и/или циклического изменения угла представления лезвия, установленного относительно источника осаждения, гарантируется равномерное образование покрьиівающего слоя или одинаковая скорость осаждения покрьїтия на обеих сторонах лезвия. В свете того факта, что каждое лезвие имеет режущую кромку, ограниченную первой наклонной поверхностью и второй наклонной поверхностью, доходящих до вершинь в точке соединения наклонньїх поверхностей, и что множество лезвий: может располагаться в виде стопки лезвий, представляющей плоскую поверхность, образованную вершинами, или может располагаться в виде карусели или каким-либо иньім образом, то концепция образования слоистого покрьїтия включает в себя либо:(1) использование по меньшей мере двух источников, чтобьі гарантировать одинаковую скорость осаждения на обеих сторонах режущей кромки, или (2) использование движения Комплекта лезвий (в виде стопки или уложенньїх каруселью) относительно одиночного источника (циклическое чередование представления лезвий относительно источника, например, путем переворачивания стопки или вращения карусельного устройства или с помощью какого-либо другого последовательного представления), чтобьї покрьїтие образовьувалось на обеих сторонах режущей кромки каждого лезвия с примерно одинаковой скоростью в течение всего периода работь! источника. с

Другими словами, чтобьі образовать покрьтие толщиной в 1000 ангстрем, следует иметь в виду, что предпочтительньій способ по изобретению не предусматриваєт осаждение всех 1000 ангстрем на первой о стороне с последующим осаждением всех 1000 ангстрем на второй стороне стопки лезвий, а фактически он предусматриваєт; (1) одновременное осаждение покрьїтия на обеих сторонах, или (2) циклическое чередование в диапазоне от З до 500 ангстрем на первой стороне, а затем от З до 500 ангстрем на второй стороне; подобное Ге! зо Ччередование продолжается до тех пор, пока на обеих сторонах режущей кромки каждого лезвия не будет образовано покрьтие толщиной в 1000 ангстрем или какой-либо иной желаемой толщиньі. Хотя все сказанное (97 вьіше относится к предпочтительному варианту способа по изобретению, однако изобретение вовсе не «о ограничиваєтся зтим способом и допускает несбалансированное или неровное образование покриівающего слоя. -

Следует иметь в виду, что определенньій интерес имеет угол представления. В режиме низкого давления ю (внісокий вакуум) образуется исключительно направленньій поток плазмь! ионизированного углерода. Лезвия представлень! под каким-то углом, измеренньм от линии, перпендикулярной плоскости, образованной вершинами сложенньїх стопкой лезвий (или измеренньій от линии, которая делит пополам угол, образуемьй вершиной и первой и второй наклонньмми поверхностями режущей кромки не уложенного стопкой лезвия); зтот « 40. ул будет больше 20", но меньше 907. Зтот угол представления предназначен для направления потока плазмь! з с точно напротив одной или другой стороньї режущих кромок лезвий.

Хорошо известно, что способ осаждения по изобретению может осуществляться как с использованием, так и з без использования технологического газа, например, аргона; чистка камерьї может осуществляться с помощью тлеющего разряда вьісокой частоть! или постоянного тока; подача смещающего напряжения на субстрат может осуществляться за счет использования источников постоянного тока или вьісокой частоть! (зто смещающее с напряжение можно использовать для придания вершине лезвия нужной формьї).

Следует также иметь в виду, что настоящее изобретение допускает упрочнение тонких лезвий при - одновременном сохранениий присущей им остроть! (т.е. придание тонким лезвиям необходимой прочности и б жесткости без ухудшения степени остротьі и режущих способностей вершиньі)). Если по известному способу обьічнье бритвеннье лезвия можно покрьівать слоем толщиной примерно в 100 - 350 ангстрем, то способ по - настоящему изобретению дает возможность образовьшать покрьтие из аморфного алмаза толщиной

Ге максимально до 3000 ангстрем (толщина образованного на поверхности лезвия слоя, измеренная от вершиньї), а на самой вершине толщина зтого слоя может достигать 5000 ангстрем. Как уже отмечали вьіше, все зто вполне достижимо при одновременном сохранений вьісокого пространственного отношения. 5Б Следует также иметь в виду, что предназначеннье для обработки покриьїтием бритвенньсе лезвия по способу по зтому изобретению обьічно будут тоньше по сравнению с обьічньіми бритвенньіми лезвиями и острееє; способ

Ф) по изобретению допускает пространственнье отношения порядка 2:11 и даже вьше, а в сочетаниий с ка образованием на зтих лезвиях исключительно прочного покрьїтия из аморфньїх алмазов ставит зти лезвия на порядок вьіше перед всеми остальньми. 60 ПРИЛОЖЕНИЕ А й

ПРЯМОУГОЛЬНЬИ ИСТОЧНИК ВАКУУМ - ПЛАЗМА ДУГОВОГО РАЗРЯДА Изобретение относится к испарению дугового разряда в вакууме, а в более узком; смьісле относится к испарению в отфильтрованном катодном дуговом разряде прямоугольного планарного катода, установленного в прямоугольном канале плазмьі. Зтот прямоугольньій источник можно удлинить в длину бесконечно, благодаря чему изобретение будет 65 особенно полезньіїм для образования покрьїтия или для внедрения ионов в длинньїй или большой субстрат.

Настоящее изобретение реализует преимущества отфильтрованного катодного дугового разряда (поток полностью йонизированного пара, устранение разбрьзганньх капель) в сочетаний с преимуществами прямоугольного источника (равномерное испарение из источника и равномерное осаждение на субстрате с использованием линейного движения), чтобьі в конечном итоге добиться равномерного образования покрьїтия Мли внедрения на поверхность большого субстрата с минимальньм заг- 41 рязнением субстрата каплями расплавленного исходного материала.

Примерно в течение последних 10 лет испарение дугового разряда в вакууме нашло широкое практическое применение для осаждения различньїх металлов, сплавов и металлических соединений с конечньм образованием нужного покрьїтия на субстрате, подлежащем покрьїтию. Дуговье разрядьй в вакууме также 7/0 широко используют в качестве источников йонов в таких областях, как внедрение ионов, для образования ускорителей пучка и в ракетном двигателе.

Способ испарения дугового разряда в вакууме с целью образования покрьїтия или внедрения в субстрат включает в себя зтап использования катодной мишени, содержащей материал, которьій предназначен для осаждения, и субстрата, на котором | необходимо будет образовать покрьтие. Мишень испаряется под 15 воздействием дугового разряда плазмь! низкого напряжения и вьісокой силь! тока в вакуумной камере, из которой откачен воздух до образования здесь давления обьічно менее 0,001мбар (0,1Па). Предназначеннье для покрьїтия или для внедрения в них ионов субстрать! обьічно размещаются в вакуумной камере так, чтобь они бьіли обращень в сторону испаряемой поверхности мишени и находились от нее на расстояниий примерно - 100 см. Ток дугового разряда обьічно находится в диапазоне между 25 и 1000 амперами, а напряжение колеблется между 15 и 50 вольтами.

Дуговой плазменньй разряд проводит злектрический ток между катодом и анодом через плазму, образованную в результате испарения и ионизации материала мишени с помощью дугового разряда. Катод (отрицательньій злектрод) представляет собой изолированную в злектрическом плане исходную структуру, которая, по меньшей мере частично, расходуется в течение осуществления зтого процесса. Расходуемая часть с г5 назьваєтся "мишенью" и довольно часто изготавливаєтся в виде заменяемого злемента, которьій крепится к охлажденному нерасходуемому злементу, назьіваемому телом катода. Анод (положительньій злемент) может о бьіть представлен злектроизолированной структурой внутри вакуумной камерь! или же может бьіть представлен самой вакуумной камерой; в процессе вьіполнения заданной процедурь!ї он не расходуется.

Дуга загорается на испаряемой поверхности катодной мишени, для чего обьічно используется средство б зр механического контакта, искра вьісокого напряжения или лазерное облучение. Вьїходящий дуговой плазменньй разряд локализуется с вьісокой степенью точности в одном или более мобильньїх активньїх пятен дугового -- разряда на поверхности катодной мишени, однако, на аноде он распределяется по большой площади. «о

Исключительно вьісокая плотность тока в активном пятне дугового разряда на катоде, которая по некоторьі!м оценкам достигает 10 - їбампер/см?, имеет своим конечньім результатом образование локального нагревания, -- испарения и ионизации исходного материала катода. ою

Каждое активное пятно дугового разряда вьшускаєт струю плазмь! в направлений, приблизительно перпендикулярном поверхности катодной мишени, образуя тем самьім светящийся шлейф, простирающийся в зону между катодом и анодом. Предназначенньій для покрьїтия или образования в нем внедрений субстрат « располагается между или около катода и анода. За счет приложения напряжения пар катодного материала 70 ускоряется по направлению к поверхности субстрата и конденсируется на или внедряется в поверхность - с субстрата. В процессе испарения в вакуумную камеру можно вводить реактивньсе газьії, конечньім результатом й чего будет образование соединений материала, включающих в себя материал мишени, реактивньй газ и/или и"? материал субстрата.

В случаеє понижения силь тока дугового разряда ниже примерно 70 - 100 ампер и в зависимости от материала мишени на поверхности исходного катодного материала образуется и существует только одиночное 4! активное пятно дугового разряда. При более вьісоких уровнях силь! тока дугового разряда на поверхности з мишени могут существовать многочисленнье активньсе пятна дугового разряда, каждое из которьїх несет в себе равную долю суммарного тока дугового разряда. При отсутствиий воздействия магнитньїх полей пятно дугового

Ге») разряда стремится к произвольному движению по поверхности мишени, оставляя на поверхности мишени Микроскопические кратерообразнье следні. - Воздействие магнитного поля с внешней стороньі инициирует возникновение силь! в струе дугового разряда

Ге) в направлений, перпендикулярном как линиям поля, так и струє, и может оказьівать доминирующее влияние на среднее крупномасштабное движение пятна дугового разряда, хотя мелкомасштабное движение дугового разряда остаєтся полупроизвольньім. Направление движения активного пятна дугового разряда в магнитном поле будет противоположньм или "обратньм" относительно направления вектора у х В, чего можно бьло ожидать, исходя из уравнения Максвелла для вихря напряженности магнитного поля, если учитьівать іФ) злектронньй ток, образуемьйй катодом. Зтот феномен обусловлен сложньїми динамическими зффектами внутри ко струи дугового разряда, о чем широко известно всем специалистам в данной области.

Нежелательнь!м побочньім зффектом испарения материала мишени в активном пятне разряда является бо образование капель расплавленного материала мишени, которне ввіливаются из мишени под воздействием сил реакции, образующихся в результате расширения струйи пара. Зти капельки обьічно назьівают макрочастицами, а их диаметр колеблется от менее микрона до десятков микрон. Зти макрочастицьі могут внедряться в образуемое покрьїтие, если они попадают на субстрат, на котором предполагается образовать покрьтие, что в конечном итоге приводит к образованию нежелательньх неровностей, или же зти макрочастиць! могут 65 прилипать к субстрату, а позднеє отделяться от него, что в конечном итоге также приводит к образованию нежелательньїх впадин на самом покрьїтии.

Для уменьшения количества внедренньїх в покрьтие на субстрате макрочастиц бьіли предложень различньюе способь. Все известнье до сих пор способьї уменьшения количества таких макрочастиц можно подразделить на две основньсе категории: (1) первая категория предусматриваєт использование какой-то формь! магнитного поля для регулирования и ускорения дугового разряда с целью уменьшения интенсивности образования макрочастиц и (2) вторая категория предусматриваєт использование фильтрующего устройства между источником катода и субстратом, чтобьї направлять ионизированную долю вьїхода катода на субстрат, но блокировать расплавленнье капельки.

Магнитнье способьї по первой категории обьічно будут проще и легче для исполнения, чем фильтрующие 70 способь, однако и в зтом случае проблема образования макрочастиц полностью не устраняется. Фильтрующие способьі во второй категорий обьчно будут более зффективньіми в смьісле удаления макрочастиц по сравнению с магнитньіми способами, однако для их реализации требуется довольно сложное оборудование и при зтом значительно уменьшается производительность или отдача источника.

Мспользование фильтрующих способов неизбежно связано с установкой субстрата вне линии прямой /5 Видимости поверхности катодной мишени, чтобьі испускаемьне из мишени макрочастицьії не попадали непосредственно на субстрат. Между катодом и субстратом располагается под определенньм углом фильтрующий канал, чтобьї можно бьіло подавать плазму непосредственно к субстрату.

Чтобьі достигнуть субстрата, заряженная плазма из источника катода отклоняется злектромагнитньм образом внутрь фильтрующего канала на угол 45 - 180", чтобьї она могла пройти через изгиб в фильтрующем 2о Кканале и удариться о субстрат. Незаряженнье макрочастицьі не отклоняются злектромагнитньім образом, а продолжают свое движение, и в конечном итоге ударяются о стенки фильтрующего канала, так что в идеальном случає макрочастицьї просто не достигают субстрата. Однако, на практике отскакивание макрочастиц от стенок фильтрующего канала и/или захват небольших частиц в плазме могут иметь своим конечньім результатом передачу какой-то части макрочастиц через фильтрующий канал и их попадание на субстрат. с

Предварительно отфильтрованнье катоднье дуговье разрядь! бьіли тесно связаньі с использованием круглой или цилиндрической геометрии катода и фильтра, что обьічно ограничивало их потенциальное о применение небольшими субстратами или субстратами специфической форми.

Примерь уже известньїх способов и устройств для испарения дугового разряда приводятся в ряде патентов

США, в том числе и в патенте США Мо 484582, вьіданном на имя Здисона и в котором описьівается б зо использование испарения дугового разряда под вакуумом с целью образования на субстрате нужного покрьтия; в патенте США Мо 2972695, вьіданном на имя Врое, описьівается устройство для испарения дугового разряда - под вакуумом с использованием магнитной стабилизации; в патентах США Мо 3625848 и Мо 3836451, которье «я вьіданьіь на имя Снепера, описьівается устройство для испарения дугового разряда со специфическими конфигурациями злектрода, а также использование магнитного поля для повьішения скорости испарения и -

Зз5 направления йонов на субстрат; в патентах США МоМо 3783231 и 3793179, вьіданньїх на имя Саблев и др., ю описьіваются специфические конфигурации злектродов и зкранов, а также описьівается способ использования магнитного поля, которое становится активньім всякий раз, когда активное пятно дугового разряда покидает желаемую поверхность испарения исходного материала катода.

Примерьї катодньїх дуговьїх разрядов, ограниченньїх пределами кругльх или рейстрековьїх траекторий « движения на катоде, описаньі и проиллюстрировань! в патенте США Мо 4724058, вьіданном на имя Моррисона, шщ с Мо 4673477, вьіданном на имя Рамалингама и др., Мо 4849088, вьіданном на имя Велтропа и др. В каждом из упомянутьїх вьіше патентов описьівается устройство для испарения дугового разряда, использующее изогнутое з магнитное поле в форме замкнутого туннеля в виде петли, которая ограничивает активное пятно дугового разряда замкнутой петлевой рейстрековой траекторией в неподвижной или подвижной точке на поверхности катода. Ограничение и ускорение дугового разряда магнитньм полем будет уменьшать интенсивность с образования макрочастиц в результате дугового разряда. Средства, необходимье для образования такого магнитного поля, хорошо известньї всем специалистам в области распьиления с помощью планарного - магнетрона. Также хорошо известно, что средства образования злектромагнитного поля дугового разряда б перемещаются либо механическим образом, как зто используется в патентах Рамалингама и др. и Велтропа и

Вр. либо с помощью нескольких злектромагнитов, как зто используется в патенте Моррисона. - Примерь! использования удлиненньїх цилиндрических катодов приводятся в патентах США МоМо 4609564 и

Ге) 4859489, вьіданньїх на имя Пинкхасов; 5037522, вьіданном на имя Вергасона, и 5269898, вьіданном на имя

Велти; во всех зтих патентах описьівается способ использования удлиненного катода в форме цилиндра или стержня и способ использования собственного магнитного поля тока дугового разряда с целью принудительного перемещения дугового разряда по всей длине катода. В патенте Велти описьївается способ уменьшения интенсивности образования макрочастиц за счет использования дополнительного аксиального компонента

Ф) магнитного поля для ускорения и регулирования движения дугового разряда. ка В патенте США Мо 4492845, вьіданном на имя Ключко и др., описьівается устройство для испарения дугового разряда, которое использует кругльій катод, и в котором испаряемая поверхность катода является его внешней 60 стенкой, обращенной в сторону цилиндрического анода большего диаметра и большей длиньї, чем у катода.

Предназначеннье для покрьітия субстрать! располагаются внутри кольцевого катода, не обращенного в сторону испаряемой поверхности, и покриіваются ионизированньім материалом, отраженньім назад злектромагнитньм полем на анод. Коаксиальное магнитное поле используется для усиления отражения от анода. Испускаемьсе с поверхности катода макрочастиць! не отражаются злектрическим образом анодом (хотя они могут отскакивать б5 от него механическим образом). В результате происходит уменьшение интенсивности внедрения в покрьітие самих макрочастиц.

В вьіполненньїх Аксеновьім/Аксеновьім, Фалабеллой и Сандерсом работах прослеживаются явнье усилия на уменьшение количества макрочастиц, внедренньїх в покрьїтие на субстрате, за счет использования какой-то формь! фильтрующего устройства между источником катода и субстратом, чтобьі иметь возможность передавать заряженную ийонизированную долю вьїхода катода й блокировать незаряженнье макрочастиць.

В публикации Аксенова и др. ("Транспортировка плазменньїх потоков в криволинейной системе плазма-оптика", журнал "Физика плазмь", СССР, 4(4), 1978) описьівается использование цилиндрического канала для плазмьі!, содержащего изгиб в 90", с злектромагнитньми катушками для образования в канале соленоидного магнитного поля, и с кругльім катодом для испарения дугового разряда на одном конце канала й с 7/0 субстратом на другом. Вьіпускаемая катодом плазма отражаеєтся от стенок канала благодаря наличию здесь магнитньїх и злектрических полей и передаєется вдоль магнитного поля по каналу к субстрату, тогда как незаряженнье макрочастиць! не отражаются магнитньмми и злектрическими полями и улавливаются стенками канала.

В патенте США Мо 5279723, вьіданном на имя Фалабелла и др., описьівается устройство, по существу 7/5 идентичное оригинальному фильтру Аксенова, и в котором используется цилиндрический канал с изгибом в 45", кругльшй или конусообразньій катод и анод, причем некоторье компонентьій зтого устройства получили дальнейшее совершенствование, например, используется более совершенная форма катода и улучшена конструкция направляющих перегородок, что помогло уменьшить передачу макрочастиц.

В патенте США Мо 4452686, вьіданном на имя Аксенова и др., описьівается прямой цилиндрический фильтрующий канал без изгиба, кругльій катод, расположенньій на одном конце канала, злектромагнитнье катушки для образования в канале соленоидного магнитного поля, и с дополнительньм злектродом, расположенньїм по центру канала, которьій блокирует непосредственно наблюдение за осаждением с катода на субстрат. Вьїходящая из катода плазма отклоняется магнитньмми и злектрическими полями у стенки канала и около центрального злектрода и передается вдоль магнитного поля через канал и вокруг центрального с г Ззпектрода. Незаряженнье макрочастицьй не отклоняются магнитньми или злектрическими полями и о перехватьвваются или задерживаются центральнь!м злектродом.

В патенте США Мо 5282944, вьіданном на имя Сандерса и др., описьмваєется устройство, чем-то напоминающее устройство по патенту США Мо 4452686 на имя Аксенова, в котором используется прямой цилиндрический фильтрующий канал и центральньй зкран, которьій исключает возможность непосредственного (33 зо достижения макрочастицами, испускаемьми под мальми углами от катода, субстрата. Злектромагнитнье катушки образуют магнитноє поле внутри канала, которое около стенки канала будет по существу 78" соленоидальньм. В данном случае испаряемая поверхность катода является внешней поверхностью короткого «о цилиндра, ориентированного коаксиально с фильтрующим каналом, так что вьіходящая из катода плазма направляется радиально на внешнюю стенку фильтрующего канала и отклоняется приблизительно на 90" --

Зз5 упомянутьм магнитньм полем и злектрическим полем на стенках канала, а затем передаеєтся вдоль магнитного ( поля к концу канала, где установлен субстрат. Внутренние злектродьі только усиливают отклонение плазмь! в конце круглого фильтрующего канала напротив конца, где установлен субстрат.

Ни в одном из противопоставляемьх материалов по устройству уже известного уровня техники не упоминается катод, имеющий испаряемую поверхность прямоугольной формь! и использующий изменение « полярности магнитного поля на обратную с целью регулирования движения дугового разряда по поверхности в с катода, а также ничего не говорится о фильтрующем канале, имеющем прямоугольное сечение. Следовательно,

Й несмотря на достигнутьій успех, все еще существует необходимость в получений и использовании более а совершенного отфильтрованного катодного дугового разряда. Является предпочтительньм, чтобь отфильтрованньй катодньй дуговой разряд включал в себя прямоугольньїй источник осаждения.

Прямоугольнье источники осаждения являются нежелательньми для образования покрьїтия на больших с субстратах, покрьїтия на листовом материале в форме рулона, и для образования покрьїтия на непрерьівньїх потоках небольших субстратов на линейном конвейере или круглой карусели. Дальнейшее совершенствование - прямоугольньїх планарньїх распьіляющих катодов магнетронного типа в 70-х годах привело к широкой б коммерциализации самой идеи распьіления для образования покрьїтия на субстратах (см., например, патенть!

США Мо 4865708 и 4892633, вьіданнье на имя Велти, и в которьїх описьваются распьіляющие катодь! - магнетронного типа).

Ге Источники отфильтрованного катодного дугового разряда имеют то прейимущество, что в данном случає будет полностью ионизирован поток опара катодного материала, испускаемьй из источника, в противоположность не основанньм на использований дугового разряда способам осаждения, например, боб йспарением или распьлением. Полностью ионизированньй поток пара из прямоугольного источника дает возможность осуществлять более полное регулирование знергии атомов, которніе достигают субстрат с целью (Ф, образования на нем требуемого покрьїтия или внедрения в него соответствующих макрочастиц, а также будет ка повьшать реактивность пара в процессе образования соединений с реактивньми газами в системе или непосредственно с субстратом. 60 Настоящее изобретение реализует все преймущества отфильтрованного катодного дугового разряда (полностью ионизируется поток пара и исключается разбрьізгивание капель) и преимущества прямоугольного источника (равномерное испарение из источника и равномерное осаждение на субстрате при использований линейного движения) в процессе образования покрьтия или внедрения частиц в длинньій или большой субстрат. Следовательно, целью настоящего изобретения является создание на прямоугольном катоде 65 вакуум-дугового разряда отфильтрованного катодного дугового разряда для вьіполнения задач, которне не могут вьіполнить уже известнье устройства.

Настоящее изобретение предусматриваєт создание средства для образования и направления пучка плазмь по всей прямоугольной площади с целью образования покрьїтия или осуществления ионного внедрения в субстрат. Прямоугольньій катод устанавливаєтся в изогнутом под углом канале прямоугольного сечения, которьій ограничивает распространение плазмьі и направляет ее поток в зону расположения субстрата, одновременно улавливая расплавленнье капельки катодного материала, которье также образуют дуговой разряд. Часть канала плазмь), в которой устанавливается катод, в данном описаний назьвается входньм плечом канала, а сам субстрат устанавливается смежно вніходному плечу канала.

Внутри канала образуется магнитное поле, которое направляет плазму Через канал, одновременно 7/0 Внінуждая дуговой разряд перемещаться в одном направлений ниже всей длинь! прямоугольного катода. После достижения дуговьім разрядом конца катода датчик вьідает сигнал, по которому полярность, по меньшей мере, какой-то части магнитного поля меняется на обратную, что вьінуждает дуговой разряд менять направление своего движения на обратное и перемещаться к противоположному концу катода. Полярность магнитного поля изменяется всякий раз, когда дуговой разряд достигает любого конца катода, следовательно, происходит /5 сканирование дугового разряда вперед-назад по всей длине прямоугольного катода.

Хотя полярность (направление) магнитного поля изменяется на обратную постоянно, однако, форма магнитного поля и ориентация поля относительно канала остаются практически неизменньїми, а плазма будет передаваться по каналу при любой полярности. По предпочтительному варианту изобретения зона сходящихся линий магнитного поля около катода образует магнитное зеркало, которое отражает плазму по направлению к 2о Входу из канала.

Движение дугового разряда вдоль длиньі катодной мишени обусловлено компонентом магнитного поля около поверхности мишени, которьій будет параллелен плоскости поверхности мишени и перпендикулярен длинной оси прямоугольной мишени.

Для компонентов магнитного потока зтой ориентации возможнь! две полярности (направления). Если поле с г имеет одну полярность, то дуговой разряд перемещаеєтся вдоль линии катода в направлений, которое указано вектором движения назад .) х В, о чем уже упоминали вьіше. Если поле имеет противоположную полярность, то і) дуговой разряд движется вдоль длинь! катода в противоположном направлений.

За счет изменения полярности магнитного поля на обратную на основе сигналов от датчиков, расположенньх на концах катода, но при сохранениий ориентации линий магнитного потока относительно (ду зо поверхности мишени, можно будет периодически изменять направление движения дугового разряда вдоль длиньі катода на обратное, вьінуждая тем самьм дуговой разряд сканировать вперед-назад всю длину - прямоугольного катода вдоль относительно прямой линии. «о

Реверсируемое магнитное поле около испаряемой поверхности мишени, которое будет вьінуждать дуговой разряд перемещаться вдоль длиньї мишени, можно образовать с помощью злектромагнитньїх катушек, -- з5 Уустановленньх с внешней стороньії канала или внутри корпуса катода. Известно, что для образования ю реверсируемого поля можно использовать собственное магнитное поле тока дугового разряда, проходящего через прямоугольньій катод. Например, соегдинение тока дугового разряда одновременно с обойми концами прямоугольного катода и изменение доли общего тока, которьій течет к каждому концу катода, на основе сигналов от датчиков, установленньїх на концах катодов, дают возможность образовьмвать компонент « 470 Ммагнитного поля в ориентации, которая необходима для того, чтобь! заставить дуговой разряд перемещаться по 7) с всей длине катода, о чем подробно описано в патенте США Мо 5269898, вьіданном на имя Велти.

Сразу же после изменения направления потока большей части тока дугового разряда внутри ;» прямоугольного катода на обратное, что происходит на основе поступающих от датчиков сигналов, проийсходит также изменение на обратную и полярности (направления) компонента магнитного поля, которьій будет параллельньм поверхности мишени, а, следовательно, и изменяется на обратное и направление движения с дугового разряда вдоль длиньї мишени. Подобньім же образом, о чем подробно описано в патенте США Мо 5269898, компонент магнитного поля, которьій заставляет дуговой разряд вьіполнять функцию сканирования, - можно образовьивать посредством пропускания тока управления вдоль длинь катода изменения его б направления на обратное на основе сигналов датчика или за счет переключения ввода тока дугового разряда с 5р одного конца катода на другой (именно зто описано в патенте США Мо 5037522, вьіданном на имя Вергасона). В - известном уровне техники нет и намека на предложение образовьшвать реверсируемое магнитное поле с

Ге помощью магнитного средства независимо от токов, проходящих через сам катод.

Прохождение плазмь!ї через канал обуславливается главньмм образом компонентом магнитного поля около стенок канала, которьій будет параллельньм плоскости стенок и параллельньм оси канала. Диффузия Ззпектронов плазмь! через магнитное поле по направлению к стенкам канала образует компонент злектрического поля, перпендикулярньій стенке канала, которая отражаеєт положительно заряженнье ионьі, что дает им (Ф, возможность продолжить движение вдоль канала и вокруг изгиба в канале. Незаряженнье макрочастиць! не ка отражаются, а задерживаются стенками канала или отражательньми перегородками, которье можно устанавливать перпендикулярно стенке канала, и которье простираются на небольшое расстояние внутрь бо канала, чтобьі уменьшить интенсивность отскакивания макрочастиц от стенок канала. Является предпочтительньм, чтобьі полярность компонентов магнитного поля внутри канала и около стенок канала менялась одновременно с полярностью компонента поля около поверхности мишени, что вьїізьівает сканирование дугового разряда, так что, несмотря на изменение полярности на обратную, форма магнитного поля во всем канале остается неизменной. Обьем настоящего изобретения также предусматриваєт изменение 65 Пполярности поля на обратную только в зоне поверхности мишени при сохранений статического (не меняющего полярность на обратную) магнитного поля в остальной части канала с помощью злектромагнитов или постоянньїх магнитов. Изменения чистой формь! магнитного поля в зтом последнем случає могут обусловить периодические изменения в передаче плазмь!ї через канал в виде функции изменения поля около поверхности мишени на обратное.

Поскольку струя плазмь! вьіходит из катода главньім образом в направлений, перпендикулярном испаряемой поверхности, то она обладаєт тенденцией найболее сильно ударять стенку канала в зоне внешнего радиуса изгиба самого канала. Чтобьі! повьісить интенсивность передачи плазмь! Через канал, рекомендуется усилить напряженность магнитного поля именно в зтой зоне. Дополнительньїм фактором является то, что материаль! катодной мишени с различньмм атомньім весом и различньми точками плавления испускаются из мишени с /о вазличньми скоростями и кинетическими знергиями. Позтому для оптимизации передачи различньх материалов является желательньім изменение напряженности магнитного поля, особенно в зоне изгиба канала.

Именно позтому предпочтительньій вариант настоящего изобретения предусматриваєт установку и использование индивидуальной злектромагнитной катушки в непосредственной близости от внешнего радиуса изгиба канала, т.е. напротив испаряемой поверхности мишени, причем является предпочтительньім изменять 7/5 силу тока катушки независимо от силь! тока в других катушках, образующих части магнитного поля в канале.

Следует также иметь в виду, что в уже известньїх цилиндрических каналах для плазмь! (или в прямом проходе, которьйй в соответствий с уже известньім уровнем техники может легко превращаться в прямоугольньй канал), в которьіх для образования соленоидного магнитного поля в канале используют одну или более злектромагнитньїх катушек, которье как бь окружают канал, образующие катушку (катушки) провода необходимо располагать значительно ближе друг к другу на внутреннем радиусе изгиба канала, чем на его внешнем радиусе. Зто будет гарантировать образование магнитного поля внутри канала с большей напряженностью по направлению к внутреннему радиусу канала, где провода расположеньї с меньшим интервалом, и с меньшей напряженностью по направлению к внешнему радиусу канала, где и происходит удар струи плазмь! дугового разряда. Известньій уровень техники не учитьмшвает именно зтот аспект настоящего с изобретения, в соответствии с которьім напряженность магнитного поля внутри канала на внешнем радиусе изгиба можно усилить до такой степени, чтобьі оно бьло равно или превьішало напряженность поля на о внутреннем радиусе, чтобьї тем самьїм повьісить интенсивность передачи плазмь! по каналу.

Злектрическое поле, перпендикулярное стенке канала, и которое по уже известному уровню техники и в соответствии с уже описанньіми вьіше аспектами настоящего изобретения отражаєет положительно заряженнье б зо Монь от стенки канала, образуется посредством диффузии злектронов плазмь! поперечно через магнитное поле, которое по существу будет параллельньім стенкам канала. Существует также возможность отражать ионьі (7 от стенки канала и вторьім способом, а именно - посредством образования около стенки зонь, в которой линии «о магнитного потока сходятся по мере их приближения к стенке в примерно перпендикулярном направлений, образуя при зтом зону, которая получила название магнитного зеркала. Приближающиеся к стенке канала - з5 Злектроньі плазмь! отражаются или задерживаются при их вхождений в зону сходящихся линий потока, образуя ю при зтом градиент плотности злектронов с конечньім образованием злектрического поля, которое, как и стенка, отражаєт ионьі плазмьі. Магнитнье зеркала обьічно используют для удерживания плазмь! в лабораторньх аппаратах и в других устройствах для плазмьі!.

В описаний настоящего изобретения впервье упоминается полезность магнитного зеркального поля в « области использования отфильтрованньїх источников вакуум - плазма дугового разряда. Необходимость в в с наличии функции, которую представляет зеркальное поле, била проиллюстрирована, например, в патенте США

Мо 5282944, вьіданном на имя Сандерса и др., и в котором бьіла четко указана необходимость в использований з нескольких изолирующих колец, которве на Фиг.2 и З упомянутого вьіше патента обозначень! ссьІЛОчнОй позицией 21, и которне используются для предотвращения потерь плазмьї на стенках канала в зонах, в которьїх

Ммагнитное поле проходит через стенку канала. По предпочтительному варианту настоящего изобретения с включение зоньії магнитного зеркального поля на входном конце канала гарантирует образование предпочтительного направления потока плазмь! в сторону вьїходного конца канала при одновременном - образований компонента магнитного поля (параллельного поверхности мишени и перпендикулярного ее б длинной оси), которьій заставляет дуговой разряд опускаться вниз по длине мишени. Изменение полярности магнитного зеркального поля, а, следовательно, и параллельного поверхности мишени компонента магнитного - поля обуславливаєт обязательное изменение направления движения дугового разряда по поверхности мишени

Ге на обратное без изменения формь! или функции зеркального поля.

Сочетание и наложение независимо переменньїх источников магнитного поля, которье образуют зону соленоидального магнитного поля на вьіїходном конце канала плазмь!, те. зону "буферного" поля около

Ввнешнего радиуса изгиба канала, а также зону магнитного зеркального поля на входном конце канала около катода, обеспечивает достаточную возможность последующего регулирования с целью гарантирования

Ф) оптимальньїх условий для передачи плазмь! по каналу для широкого разнообразия исходньїх материалов для ка мишени. Однако, следует иметь в виду, что далеко не все из упомянутьїх вьіше злементов являются обязательньми и необходимь!ми в описьшваемом варианте настоящего изобретения, и что упомянутье бо зпементь необязательно должнь! бьіть независимо переменньіми, причем зто, в первую очередь, относится к случаю с источником, которьій уже оптимизирован для работьі с каким-то одним конкретньм материалом мишени. Например, в зависимости от используемого способа изменения полярности зонь! магнитного поля около поверхности мишени на обратную может оказаться вполне достаточньм использование только одного соленоидального злектромагнита, окружающего весь канал. 65 Настоящее изобретение отличаєтся от известного уровня техники тем, что оно предусматриваєт использование катода прямоугольной формь! и канала для плазмь), а также по способу регулирования движения дугового разряда по катоду и по форме и регулированию магнитного поля в самом канале для плазми.

В частности, описаннье вьіше форма магнитного поля и способь! регулирования дают возможность создать компактньй и зффективньй источник плазмьі! с прямоугольньі!м вьіходньім отверстием, длину которого можно вьібрать по желанию, что собственно и гарантирует все преимущества отфильтрованного катодного дугового разряда в сочетаний с преимуществами прямоугольного источника осаждения.

Предложенньій способ изменения полярности поля на обратную для регулирования дугового разряда на 7/0 поверхности катода дает возможность использовать значительно меньшую ширину катода по сравнению с той, которая возможна в случаеє использования рейстрекового магнитного поля по уже известному уровню техники.

Именно позтому появляется возможность использовать значительно более узкий и короткий канал для плазмьі, что, в свою очередь, дает возможность создать компактную конструкцию, которую значительно легче интегрировать в вакуумную систему, чем обьемнье фильтрьї по известному уровню техники, особенно в /5 системьі, содержащие несколько источников плазмь!. Более узкий катод и сканированньй дуговой разряд также способствуют образованию более равномерной зрозий мишени вдоль ее длинь! и более вьісокий козффициент использования материала мишени, чем зто возможно в случае с пленарньми катодами рейстрекового типа.

Преимущества настоящего изобретения дают возможность удлинять источник до бесконечности, создавая тем самьм оптимальнье условия для осаждения отфильтрованного дугового разряда или внедрения в тех 2о практических ситуациях, которне предусматривают обязательное использование прямоугольньх или удлиненньїх источников пара.

Настоящее изобретение предусматривает создание средства образования и направления пучка плазмь! по прямоугольной площади с целью образования покрьїтия или внедрения ионов в субстрат.

На ФиглЛА показан уже известньій катод 130, соединенньій с фильтром 132, которьій может вьіделять сч макрочастиць из потока ионов, образуемого катодньім дуговьім разрядом. Катод 130 имеет усеченную форму с круглой передней поверхностью и скошенньми на конус боковьіми сторонами. Фильтр 132 содержит два і) соленоида (торец в торец), установленньїх под углом в 457 относительно друг друга с целью недопущения визирной линии от активного пятна дугового разряда на катоде до субстрата 134, на котором необходимо образовать покрьітие, не образуя при зтом траекторию потока ионов и злектронов; фильтр также содержит б з30 Серию отражательньх перегородок для улавливания макрочастиц.

Схематическое изображение одного предпочтительного варианта настоящего изобретения, показанного на -

Фиг.2А, дает возможность понять, что зтот вариант включаєт в себя катодную мишень 136 на корпусе 138 Ге катодной мишени. Катодная мишень 136 имеет испаряемую поверхность 140 по существу прямоугольной формьі. По предпочтительному варианту катодная мишень 136 представлена углеродом, однако, она может --

З5 бостоять ИЗ любого другого приемлемого испаряемого материала. Корпус 138 катодной мишени установлен на ю держателе 142 и расположен на входном плече 144 канала для плазмь! 146. Катодная мишень 136 соединена с отрицательньмм вьїходом источника питания дугового разряда 148, а канал для плазмь! 146 (которьій также вьіполняет функцию анода) соединен с положительньмм вьіходом источника питания дугового разряда. Для образования дугового разряда между катодной мишенью 136 и анодом 146 предусмотрено устройство « Зажигания дуги 150. Катодная мишень 136 и испаряемая поверхность 140 могут также окружаться изоляторами з с 152 (см. Фиг.4А). Внутренний злектрод 154 устанавливаєтся внутри канала для плазмьі! 146 как и датчик 156.

Канал для плазмьі! 146 имеет прямоугольную форму и идентичнье катодной мишени 136 размерьі. Канал ;» для плазмь! включает в себя изгиб по оси вдоль центральной линии канала для плазмьі. В описьїіваемом варианте изобретения на одной из стенок канала показана точка изгиба 158 с зквивалентньм внутренним радиусом (изгиб примерно в 90"), однако, для практической реализации сути настоящего изобретения вполне с пригоден угол внутреннего радиуса в диапазоне примерно от 157 до 1207 Ссьілочная позиция 160 означает изгиб с зквивалентньім внешним радиусом. Канал для плазмь! 146 имеет входное плечо 144 и вніходное плечо - 162 на любой стороне от точки изгиба 158 внутреннего радиуса. Катодная мишень 136 устанавливаєтся на б изолированном держателе 142 на или около конца входного плеча, так что испаряемая поверхность 140 Ккатодной мишени обращена в сторону канала для плазмь!. В зоне на или около конца вьіходного плеча 162 - можно расположить один или более предназначенньх для покрьїтия субстратов 164.

Ге) Около канала для плазмь! 146 расположено множество злектромагнитов. Злектромагнит 166 соединен с источником питания катушки 168 и расположен около входного плеча 144 канала для плазмьії. Злектромагнит 170 соединен с источником питания катушки 168 и расположен около внешнего радиуса изгиба 160 в канале для ов плазмь 146. Злектромагнит 172 представлен соленоидом, соединенньім с источником питания катушки 168; он как бьї обертьівает часть вьіходного плеча 162 канала для плазмьі. Перспективньій вид Фиг.ЗА иллюстрирует (Ф) расположение злектромагнитов 166, 170, 172 относительно канала для плазмь! 146, причем злектромагнит 166 ка расположен около входного плеча, злектромагнит 170 расположен около внешнего радиуса изгиба 160 и злектромагнит 172 свернут спиралью вокруг вьіходного плеча 162. При изучении Фиг.4А можно заметить, что бо Ззлектромагнит 166 включаєт в себя катушку 174, обернутую вокруг центральной стойки 176 из магнитопроницаемого материала, с торцевьми пластинками 178, прикрепленньми к каждому концу центральной стойки. Точно так же и злектромагнит 170 включает в себя катушку 180, обернутую вокруг второй центральной стойки 182 из магнитопроницаемого материала, с торцевьмми пластинками 184, прикрепленньіми к каждому концу центральной стойки. В показанном на Фиг.4А варианте изобретения торцевье пластинки 184 65 зпектромагнита 170 изготовленьь из магнитопроницаемого материала, тогда как торцевье пластинки 178 злектромагнита 166 изготовленьі из непроницаемого материала, чтобь!ї можно бьіло придать магнитному полю желаемую форму.

Еще раз обратимся к Фиг.2А, где можно видеть, что трубопровод 186 подает воду к катодной мишени 136.

Может также оказаться предпочтительньі!м обеспечить охлаждение водой и канал для плазмь! 146 и внутренний

Ззлектрод 154, однако на упомянутом чертеже средства для осуществления такого охлаждения не показань. На субстрат 164 можно подавать смещающее напряжениєе, а сам субстрат в процессе образования на нем покрьїтия можно вращать и/или параллельно перемещать. По предпочтительному варианту изобретения канал для плазмь! 146 и субстрат 164 заключень! в камеру (не показана), в которой образован вакуум. По другому предпочтительному варианту изобретения в условиях вакуума находятся канал для плазмь! 146 и держатель 7/0. 142 катода канала, тогда как внешняя сторона канала находится в условиях атмосферного давления.

Теперь перейдем к показанньм на Фиг.А4А и 5А поперечньім сечениям, на которьїх используются те же ссьілочнье позиции, что и на других чертежах; на зтих чертежах показань! некоторне дополнительнье детали устройства по изобретению. Следует иметь в виду, что изгиб в канале для плазмь! 146 вьіполняет также функцию устранения визирной линии между катодом и субстратом 164 (на Фиг.4А и 5А субстрат не показан, /5 однако ясно, что он должен располагаться на или около конца вьіходного плеча 162 канала). Является предпочтительньмм снабжать внутренние стенки вьіходного плеча 162, входного плеча 144 и изгиба канала для плазмь! 146 расположенньми с некоторьім интервалом друг от друга отражательньми перегородками 188, которье будут по существу перпендикулярньї внутренним стенкам и по существу параллельнь друг другу.

На Фиг.АА можно видеть, что злектроизолированньїй внутренний злектрод 154 можно устанавливать внутри 2о канала для плазмь! 146. Он может бьіть плавающим в злектрическом смьісле относительно анода или же он может положительно смещаться относительно зтого же анода. На Фиг.БА можно видеть, что около каждого конца испаряемой поверхности катодной мишени 136 установлено по одному датчику - датчик 190 около левого конца и датчик 192 около правого конца.

Злектромагнитьі 166 170 и 172 образуют магнитное поле, представленное линиями магнитного потока, сч ов Которне хорошо показань! на Фиг.бА. Линий 194 магнитного потока ориентированьі! по направлению, которое будет по существу параллельно оси канала для плазмь! 146 внутри вьіїходного плеча 162. Линийи 196 магнитного і) потока ориентированьі по направлению, которое будет по существу параллельньмм испаряемой поверхности 140 катодной мишени 136 внутри зоньі! входного плеча 144 около катода. Линии магнитного потока сходятся в зоне 198 внутри входного плеча 144, образуя около испаряемой поверхности 140 катодной мишени 136 Ге! зо магнитное зеркало.

Показанное на Фиг.бА представление линий 194 магнитного потока бьіло преобразовано с использованием (787 серийно вьшускаемой программь! анализа магнитньїх свойств конечного злемента. В показанном на зтом (о чертеже случає злектромагнить! 172 и 166 имеют по 600 ампер-витков, тогда как злектромагнит 170 имеет 200 ампер-витков. В данном случае напряженность поля в центре вьіходного плеча 162 канала равна примерно 50 -- з5 Гаусам. На упомянутом чертеже можно таюке видеть, что плотность потока (напряженность поля) на внешнем ю радиусе изгиба 160 в канале приблизительно равна плотности потока на внутреннем точке изгиба 158. За счет регулирования количества витков в катушке 180 злектромагнита 170 регулирования силь! тока, проходящего через катушку (т.е. регулирование ампер-витков), можно будет отрегулировать плотность потока на внешнем радиусе изгиба 160 независимо от плотности потока в любой другой точке канала. «

Датчики 190 и 192 (см. Фиг.5БА) могут считьмвать активнье пятна дугового разряда и посьілать з с соответствующий сигнал всякий раз, когда активное пятно дугового разряда достигает либо левого, либо . правого конца катодной мишени 136. Датчики 190, 192, например, могут содержать злектроизолированнье а провода, простирающиеся по каналу для плазмь! 146, а также провода, которье соединеньі с анодом через сопротивление (не показано), скажем, в 1000ом, что дает возможность образовьівать злектрическое напряжение всякий раз, когда дуговой разряд достигает провод. С другой стороньі, датчики 190, 192 могут содержать с чувствительньй к свету диод, которьій фиксирует оптическое излучение от струи дугового разряда, или детектор магнитного поля, которьйй считьівает магнитное поле дугового разряда. Источник питания катушки 200 - (см. фиг.2А) снабжен переключателем, которьій может реверсировать направление потока тока через магнить;

Ге» зтот источник питания соединен с помощью обьічньїх средств (не показань) с датчиками 190, 192, чтобь осуществлять изменение магнитного поля на обратноє. Мзменение магнитного поля на обратное может - происходить одновременно во всех магнитах, и оно будет изменять направление линий магнитного потока на

Ге обратное без одновременного значительного изменения формь! линий магнитного потока или их ориентации относительно канала для плазмь. С другой стороньї, манипуляции с изменением ориентации на обратную можно осуществлять только с одним или двумя злектромагнитами 166 и 170. 5Б В предпочтительной конфигурации системь! по изобретению (отдельно не показано) магнить! могут получать необходимое злектропитание независимьм образом через более, чем один источник питания катушки 200. (Ф, использование более, чем одного источника питания катушки дает возможность изменять силу тока магнитов ка независимьмм друг от друга образом с целью регулировки, также независимьм образом, напряженности магнитного поля в различньїх частях канала для плазмь! 146. В то же время предусмотрено использование бр индивидуальньх источников питания катушек, каждьй из которьїх снабжен системой регулирования, чтобь! все они могли одновременно изменять направление тока на обратное после получения соответствующего сигнала от датчиков 190, 192.

Из сказанного вьіше можно сделать вьівод, что система по изобретению будет работать следующим образом. 65 Устройство зажигания дуги 150 обеспечивает образование дугового разряда между катодной мишенью 136 и каналом для плазмь! 146, которьій в данном случаеє вьіполняет функцию анода. Дуговой разряд возникает в активном пятне дуги на испаряемой поверхности катода и образует плазму, содержащую ионизированньй пар катодного материала. Канал для плазмь! 146 направляет образуемую дуговьім разрядом плазму от катода к субстрату 164, на котором предстоит образовать покрьтие и/или внедрить в него ионь), и которьй

Дасполагается в или около вьіходного плеча 162 канала. Канал для плазмь!ї 146 имеет прямоугольное сечение и идентичнье катодной мишени 136 размерьі, а таюке изгиб примерно в 15 - 1807 по оси центральной линии канала (в описанном и проиллюстрированном вьіше варианте внутренний радиус точки изгиба 158 равен 90"), причем входное плечо 144 и вніходное плечо 162 отделень от визирной линии друг друга именно зтим изгибом.

Катодная мишень 136 расположена на или около конца входного плеча 144 вместе со своей испаряемой /о0 поверхностью, обращенной в сторону канала для плазмь, а субстрат 164 расположен в зоне на или около конца вьіхОДНОГО плеча 162.

Злектромагнить! 166 170 и 172 образуют внутри канала для плазмь! 146 и поверх испаряемой поверхности катодной мишени 136 магнитное поле, которое в данном случає представлено линиями магнитного потока.

Линийи магнитного потока ориентировань! в направлений, которое по существу будет параллельньїм оси канала /5 для плазмьй 146 внутри вьїходного плеча 162. Линии магнитного потока ориентированьй по существу параллельно испаряемой поверхности катодной мишени 136 в пределах зоньі входного плеча 144 на или около катода. Линии магнитного потока также сходятся в зоне внутри входного плеча 144 канала для плазмь! 146, образуя магнитное зеркало, которое будет смежно и параллельно прямоугольной катодной мишени 136. Линий магнитного потока направляют ионизированньій пар через изгиб в канал для плазмь! и вфінуждают активное го пятно дуги совершать по существу линейное движение вдоль всей длиньії испаряемой поверхности 140 катодной мишени 136. Магнитное зеркало ориентировано в направлений, которое будет отражать плазму в сторону вьіходного плеча 162 канала для плазмь! 146.

Датчики 190 и 192 считьівают активное пятно дуги и вьідают сигнал всякий раз, когда активное пятно дуги достигает любого конца испаряемой поверхности. Сигнал от датчиков обеспечивает срабатьмшвание системь с ов регулирования, которая реверсирует ток в источнике питания катушки 200, а, следовательно, и изменяет направление линий магнитного потока на обратное без какого-либо существенного изменения формь! линий і) магнитного потока или их ориентации по отношению к каналу для плазмь! 146. Следовательно, возбуждение активного пятна дуги обеспечивает сканирование не только в линейном направлений поверх поверхности прямоугольной катодной мишени 136, но и таюке сканирование вперед-назад по существу по всей траекторий (ду зо движения от конца до конца.

Внутренние стенки канала для плазмь!ї 146 облицованьі отражательньми перегородками 188. Макрочастицьі (87 фильтруются изгибом в канале, а отражательнье перегородки вьіполняют функцию улавливания зтих «о макрочастиц.

Устройство по изобретению включаєт в себя длинньій и узкий прямоугольньій источник и относительно -- компактньійй канал прямоугольного сечения, размерь! которого идентичнь! размерам источника. Благодаря зтому ю появляется возможность образовать компактньій канал. Например, хорошие результать! бьіли получень! при использованиий катодной мишени примерно ЗОсм длинь на 2,5см ширинь! или при соотношениий между длиной и шириной примерно 12 : 1. Поскольку прямоугольньій катод по изобретению можно удлинять до бесконечности, то вполне реально ожидать, что можно будет добиться и более вьісоких соотношений. «

Следует иметь в виду, что настоящее изобретение предлагает способ образования и направления пучка в с плазмь! по прямоугольной поверхности с целью образования покрьїтия или для осуществления внедрения ионов на субстрате. ;» Вьіше уже упоминали о том, что все преимущества настоящего изобретения реализуются благодаря: (а) прямоугольной форме исходного материала катода, (б) прямоугольному поперечному сечению канала для плазмь, (в) регулированию движения дугового разряда по катоду посредством изменения полярности с магнитного поля на обратную, чтобьі заставить дуговой разряд сканировать в общем-то в линейном направлений вперед-назад по всей длине прямоугольного источника и (г) форме и регулированию магнитного - поля в канале для плазмь!. б В частности, форма магнитного поля и регулирование дугового разряда в прямоугольном источнике по 5о настоящему изобретению делают возможньм создать компактньй и зффективньй Источник плазмь! с - прямоугольнь!м вьіпускньім отверстием, длина которого вьібирается по желанию, и тем самьмм получить все

Ге преимущества отфильтрованного катодного дугового разряда в комбинации с преимуществами прямоугольного источника осаждения. Способ реверсирования поля для регулирования дугового разряда дает возможность использовать источник катода значительно меньшего размера по сравнению с тем, которьйй возможен в случае Мспользования рейстрекового магнитного поля по уже известному уровню техники.

Следовательно, имеется возможность создать фильтрующий канал для плазмь!ї значительно более узким и (Ф, коротким, а, значит, и более компактньім, что облегчает его интеграцию в вакуумной системе по сравнению с ка громоздкими фильтрами по уже известному уровню техники. Более узкий катод и узкий дуговой разряд линейного сканирования гарантируют более равномерную зрозию мишени вдоль ее длиньі и более вьісокКий бо козффициент использования исходного материала, чем зто возможно в случае использования планарньїх рейстрековьїх катодов.

Преимущества настоящего изобретения дают возможность удлинять источник до бесконечности, обеспечивая тем самьм все преимущества осаждения с помощью отфильтрованного дугового разряда или внедрения в тех практических ситуациях, которье предусматривают обязательное использование 65 прямоугольньх или удлиненньйхх источников пара.

Claims (44)

Формула винаходу

1. Способ изготовления бритвенньїх лезвий, в котором осаждают слой (60) аморфного алмаза на субстрат 2 (50), содержащий следующие зтапь!: (а) образование субстрата; (б) образование клинообразной заостренной кромки на субстрате, которая имеет внутренний угол менее тридцати градусов и радиус вершинь (52) менее 1200 ангстрем; отличающийся тем, что способ содержит: 70 (в) осаждение слоя (60) аморфного алмаза на заостренной кромке; приложение начального вьісокого смещающего напряжения к субстрату (50) во время осаждения и затем приложение второго более низкого смещающего напряжения к субстрату во время смещения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что субстрат (50) шлифуется механическим образом, следуя за операцией хонингования для образования заостренной кромки. 19 З.

Способ по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит зтап нанесения на покрьтую аморфньїм алмазом режущую кромку плотно прилегающего полимерного покрьїтия (72);

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что покрьтие из аморфного алмаза на режущей кромке имеет толщину по меньшей мере в 400 ангстрем от заостренной вершинь (52) субстрата (50) на протяжений 40 микрон от заостренной вершинь! (52).

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что субстрат является металлом, а покрьїтие из аморфного алмаза по меньшей мере в четьіре раза тверже металлического субстрата.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слой аморфного алмаза осаждается методом, вьібранньм из группьі, состоящей из отфильтрованного катодного дугового разряда, катодного дугового разряда, анодного дугового разряда, плазменного разложения углеводородньїх газов, осаждения распьилением с постионизацией с индуктивносвязанной вьісокой частотой, лазерной абляции, осаждение с использованием абсорбирующей Го) волньї лазера и осаждение пучком ионов.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слой аморфного алмаза осаждается в вакууме или в атмосфере аргона в разреженной камере, в которой установлена графитовая мишень; графитовая мишень возбуждается злектрическим током, а дуговой разряд ударяет по мишени для осаждения слоя аморфного алмаза на о заостренной кромке в момент подачи на субстрат смещающего напряжения постоянного тока или вьісокой «-- частоть!.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что угол падения между пучком плазмь! и фасеткой лезвия будет не о менее 32 градусов. «--

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержит осаждение слоя аморфного алмаза на первую и вторую грани лезвия во время осуществления осаждения таким образом, что слой аморфного алмаза осаждают на о первую и вторую грани лезвия при по существу равной средней скорости осаждения, и приложение начального вьісокого смещающего напряжения к субстрату (50) во время осаждения и затем, приложение второго более низкого смещающего напряжения к субстрату во время смещения. «

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что материал аморфного алмаза осаждается катодньім дуговьм З 70 разрядом. с

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что образуемое на клинообразной кромке покрьїтие из аморфного з» алмаза имеет толщину по меньшей мере в 400 ангстрем.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что дополнительно содержит зтап нанесения на покрьттую аморфньїм алмазом режущую кромку плотно прилегающего полимерного покрьтия.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что толщина покрьїтия из аморфного алмаза на режущей кромке і-й равна примерно 2000 ангстрем. -

14. Бритвенное лезвие, включающее в себя субстрат с клинообразной кромкой, очерченной фасетками, которье имеют ширину, по меньшей мере около 0,1 миллиметра и внутренний угол менее 20 градусов, а также б слой аморфного алмаза на клинообразной кромке, отличающееся тем, что указанньій слой аморфного алмаза -щ 20 осаждают при помощи источника вьісокой знергии, причем указанньій источник способен осадить частиць с углерода, имеющие знергию в интервале от 10 до 200 злектронвольт.

15. Бритвенное лезвие по п. 14, отличающееся тем, что слой аморфного алмазного материала состоит по меньшей мере из 40 процентов связующего на основе зр3 углерода и является прозрачнь!м в зоне видимого света. 29

16. Бритвенное лезвие по п. 15, отличающееся тем, что слой аморфного алмаза имеет пространственное ГФ) отношение больше чем 2:1.

17. Бритвенное лезвие по п. 16, отличающееся тем, что дополнительно содержит на слое аморфного о алмазного материала плотно прилегающее полимерное покрьїтие.

18. Бритвенное лезвие по п. 17, отличающееся тем, что толщина покрьїтия из аморфного алмаза равна 60 примерно 2000 ангстрем.

19. Бритвенное лезвие, которое включает в себя субстрат с клинообразной кромкой и слоем аморфного алмазного материала на вершине и боковьїх поверхностях клинообразной кромки, причем толщина слоя аморфного материала равна по меньшей мере примерно 400 ангстрем от заостренной вершинь! субстрата на расстояниий сорока микрон от заостренной вершиньі и зтот же материал определяет радиус вершиньі! менее бо примерно 1000 ангстрем, отличающееся тем, что указанньйй слой аморфного алмаза осаждают при помощи источника вьісокой знергии, причем указанньїй источник способен осадить частицьї углерода, имеющие знергию в интервале от 10 до 200 злектронвольт.

20. Бритвенное лезвие по п. 19, отличающееся тем, что субстрат является сталью, что клинообразная Кромка образована в результате вьіполнения последовательности механических шлифующих операций, а аморфньй материал образован с помощью катодного дугового разряда.

21. Бритвенное лезвие по п. 20, отличающееся тем, что слой аморфного алмазного материала имеет как минимум 40 процентов связующего на основе зр3 углерода и дополнительно содержит на слое аморфного алмазного материала плотно прилегающее полимерное покрьїтие. 70

22. Бритвенньій блок, содержащий опорную конструкцию, имеющую расположеннье с некоторьм интервалом друг от друга соприкасающиеся с кожей поверхности, к опорной конструкции крепится конструкция самого бритвенного лезвия, причем конструкция бритвенного лезвия включает в себя субстрат с клинообразной кромкой и слой аморфного алмаза на клинообразной кромке, при зтом клинообразная кромка с образованньм на ней опокрьитием из аморфного алмаза располагается между соприкасающимися со кожей /5 поверхностями, отличающееся тем, что указанньій слой аморфного алмаза осажден при помощи источника вьісокой знергии, причем указанньій источник способен осадить частицьі углерода, имеющие знергию в интервале от 10 до 200 злектронвольт.

23. Бритвенньй блок по п. 22, отличающийся тем, что конструкция бритвенного лезвия включаєт в себя два субстрата, снабженнье клинообразньми кромками, и что клинообразнье кромки располагаются параллельно относительно друг друга между соприкасающимися с кожей поверхностями.

24. Бритвенньй блок по п. 23, отличающийся тем, что слой аморфного алмазного материала имеет более 40 процентов связующего на основе зр3 углерода, что каждое покрьїтие из аморфного алмаза имеет толщину примерно в 2000 ангстрем и что дополнительно содержит на каждом слое из аморфного алмазного материала плотно прилегающее полимерное покрьїтие. с

25. Способ нанесения твердого углеродного покрьїтия на лезвие, имеющее режущую кромку, ограниченную о первой наклонной поверхностью и второй наклонной поверхностью, содержащий следующие зтапьі!: (а) приложение дугового разряда на испаряемую углеродную поверхность катода, посредством чего образуется поток плазмь! превращенного в пар углерода; (б) ориентирование лезвия, подлежащего покрьтию в пределах потока плазмь), при зтом осаждение б зо превращенного в пар углерода происходит на режущей кромке лезвия, отличающийся тем, что способ содержит зтап представления лезвия относительно потока плазмь таким образом, чтобьї осаждение -- испаренного углерода происходило на первой наклонной поверхности режущей кромки лезвия и на второй «о наклонной поверхности режущей кромки лезвия, при зтом осаждение превращенного в пар углерода на первой и второй наклонньїх поверхностях режущей кромки проийсходит примерно с одинаковой средней скоростью - з5 осаждения. ю

26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что лезвие удерживаєтся в стопке, содержащей множество сложенньїх лезвий, при зтом зтапьі ориентирования лезвия и представление лезвия вьІіполняются одновременно с множеством сложенньїх таким образом лезвий.

27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что: « (а) каждое из множества лезвий внутри стопки имеет вершину в точке соединения первой и второй в с наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия, а сами лезвия уложеньі стопкой так, чтобьї вершинь описьівали плоскость; з (б) поток плазмь! является по существу направленньім потоком, разлагаемьім приблизительно как набор параллельньїх линий и (в) зтап ориентирования лезвия дополнительно содержит зтап расположения лезвия так, чтобь угол, с определяемьій линией, перпендикулярной к плоскости, и одной из набора приблизительно параллельньх линий, находился в диапазоне от 207 до 90" для воздействия потока плазмьі на одну из первой и второй - наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия под упомянуть!м углом. Ге»

28. Способ по п. 27, отличающийся тем, что зтап представления включает в себя зтап воздействия потока плазмь на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия под упомянутьм углом. -

29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что зтап воздействия на каждую из первой и второй наклонньх Ге поверхностей режущей кромки лезвия дополнительно включаєт зтап передвижения стопки лезвий и потока плазмьї относительно друг друга для осуществления последовательного воздействия потока плазмь! на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей так, чтобьї при последующем воздействиий на каждой поверхности Б МОГЛО образовьвваться приращение слоя осаждения.

30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что приращение слоя осаждения находится в диапазонеот 38. 0 Ф) А г до 500 А ла зтап передвижения повторяєется до тех пор, пока на каждой из первой и второй наклонньх поверхностях режущей кромки лезвия не будут осаждень! два приращения слоя осаждения. бо

31. Способ по п. 28, отличающийся тем, что зтап воздействия на каждую из первой и второй наклонньх поверхностей режущей кромки лезвия дополнительно включает использование второго средства образования плазмьї для образования второго потока плазмьі превращенного в пар углерода в связи с источником отфильтрованного катодного дугового разряда для осуществления одновременного воздействия на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей потока плазмь! под упомянутьм углом, при одновременном бо образований слоя отложения на каждой из поверхностей.

32. Способ по п. 28, отличающийся тем, что дополнительно содержит зтап приложения первого смещающего напряжения, а затем приложения второго смещающего напряжения на лезвие при осаждений превращенного в пар углерода на лезвии.

33. Способ по п. 32, огличающийся тем, что первое смещающее напряжение находится в диапазоне от 200 до 2000 вольт, а второе смещающее напряжение находится в диапазоне от 10 до 2000 вольт.

34. Способ по п. 33, отличающийся тем, что первое смещающее напряжение подается в течение максимально двух минут.

35. Способ по п. 25, отличающийся тем, что лезвие удерживаєется в пределах держателя, содержащего 7/0 Ммножество лезвий, а зтапьі ориентирования лезвия и представления лезвия вьіполняются по отношению к лезвию в момент его нахождения внутри держателя.

36. Способ по п. 35, отличающийся тем, что (а) каждое из множества лезвий внутри держателя имеет вершину в точке пересечения первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия и включает первьій угол, образуемьй вершиной и первой и 7/5 Второй наклонньіми поверхностями; (б) поток плазмьі является по существу направленньім потоком, разлагаемьмм в набор приблизительно параллельньх линий, и (в) зтап ориентирования лезвия дополнительно содержит зтап расположения лезвия таким образом, чтобь второй угол, образуемьй линией, которая делит первьій угол пополам, и одной из множества приблизительно гор параллельньх линий находился в диапазоне от 20" до 90", благодаря чему поток плазмь! будет воздействовать на одну из первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия под упомянуть!м углом.

37. Способ по п. 36, отличающийся тем, что зтап представления включаєт в себя зтап воздействия потока плазмьї на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей режущей кромки лезвия под упомянуть!м углом.

38. Способ по п. 37, отличающийся тем, что зтап воздействия на каждую, из первой и второй наклонньх сч 2г5 поверхностей режущей кромки лезвия включает в себя дополнительньй зтап перемещения набора лезвий й потока плазмь! относительно друг друга, благодаря чему последовательное воздействие потока плазмь! на і) каждую из первой и второй наклонньх поверхностей осуществляется так, что в течение зтого последовательного воздействия на каждой из поверхностей образуется приращение слоя осаждения.

39. Способ по п. 38, отличающийся тем, что приращение слоя осаждения находится в диапазоне от З А до Фу й й й 500 9, а зтап перемещения повторяется до тех пор, пока на каждой из первой и второй наклонньх - А поверхностей режущей кромки лезвия не будет образовано по крайней мере два приращения слоя осаждения. і

40. Способ по п. 37, отличающийся тем, что зтап воздействия на каждую из первой и второй наклонньх ч поверхностей режущей кромки лезвия дополнительно включает использование второго средства образования плазмь для образования второго потока плазмьї превращенного в пар углерода в связи с источником ю отфильтрованного катодного дугового разряда, для осуществления одновременного воздействия потока плазмь на каждую из первой и второй наклонньїх поверхностей под упомянутьмм углом при одновременном образований слоя осаждения на каждой из поверхностей. « дю

41. Способ по п. 37, отгличающийся тем, что дополнительно содержит зтапьі приложения смещающего -о напряжения, а затем приложение второго смещающего напряжения на лезвие при осаждении превращенного в с пар углерода на лезвии. :з»

42. Способ по п. 41, отличающийся тем, что первое смещдающее напряжение находится в диапазоне от 200 до 2000 вольт, а второе смещающее напряжение находится з диапазоне от 10 до 200 вольт.

43. Способ по п. 42, отличающейся тем, что первое смещающее напряжение подаєтся в течение максимум сл 15 двух минут.

44. Лезвие, имеющее режущую кромку, ограниченную первой наклонной поверхностью и второй наклонной -й поверхностью, причем режущая кромка имеет вершину в точке соединения первой и второй наклонньх б» поверхностей и включает в себя угол, определяемьйй вершиной и первой и второй наклонньіми поверхностями, и режущая кромка включает в себя твердое углеродное покрьітие, осажденное на первой и второй наклонньх -о 70 поверхностях, при зтом покрьїтие охватьвает и вершину, отличающееся тем, что указанньій слой аморфного с алмаза осаждают при помощи источника вьісокой знергии, причем указанньй источник способен осадить частиць! углерода, имеющие знергию в интервале от 10 до 200 злектронвольт, а твердое углеродное покрьітие имеет первую толщину, измеряемую вертикально по отношению к одной из первой и второй наклонньх поверхностей, и зто же покрьтие имеет вторую толщину, измеряемую вдоль линии, которая делит угол 59 пополам; отношение второй толщиньі к первой толщине будет равно по крайней мере 2 к 1, при зтом твердое ГФ) углеродное покрьїтие обладает твердостью по крайней мере в 40 гигапаскалей. іме) шу . й й шо Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2002, М 12, 15.12.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і 60 науки України. б5